コドンの位置がコトランスレーションの折りたたみに強く影響する物理的起源:新生タンパク質の折りたたみを制御する枠組み

科学分野:

• バイオ物理学
• 分子生物学
• コンピュータ生物学

背景:

• 新生タンパク質の振る舞いは,ますます不均衡現象として見られています.
• タンパク質の折り畳みに 熱力学だけではなく
• 同義的なコドン使用は,コトランスレーションの折り畳みを最適化するために進化によって形作られる.

研究 の 目的:

• 翻訳中の新生鎖の折り畳みを制御するための計算方法を開発する.
• コトランスレーションの折り畳みを導く mRNA 配列を合理的に設計する.
• タンパク質の折り畳み動態に対するコドン位置の影響を調査する.

主な方法:

• モンテカルロマスター方程式を 開発した.
• 粗粒子の分子動力学シミュレーションを用いた.
• 制御された折りたたみのための最適なmRNA配列を設計し,テストした.

主要な成果:

• フレームワークは,シミュレートされたコトランスレーション性タンパク質の折り畳みをうまく制御します.
• 折りたたみに影響を及ぼす特定のコドン位置を特定した.
• いくつかの位置は,バランスと時間スケールに依存することから非常に重要であることが示されました.

結論:

• 同義的なコドンの使用は,コトランスレーション過程の非均衡性と根本的に結びついている.
• 進化は機能的なタンパク質の生産を強化するためにコドン使用を最適化します.
• 合理的なmRNA配列設計は,望ましいタンパク質の折り畳みを導くことができます.