折り畳み 制約 に よっ て 形成 さ れ て いる シンメトリック な タンパク質 の 進化 的 な 出現

科学分野:

• 分子生物学
• 進化生物学
• 構造生物学

背景:

• 構造的に異なるタンパク質のデノボの出現は,まだ十分に理解されていません.
• 分子進化の研究は,新種のタンパク質構造の起源ではなく,主に機能的差異に焦点を当てている.

研究 の 目的:

• ベータプロペラタンパク質の折りたたみの出現の背後にある進化の軌跡と選択圧力を調査する.
• 複雑で機能的なタンパク質構造に 組み合わされ 進化する方法を理解する

主な方法:

• ゲノムデータの短いプロペラのようなモチーフの識別
• 祖先のタンパク質を再構成する
• 折りたたみ出現時の進化力と折りたたみ制約の分析

主要な成果:

• 短いモチーフ (<50アミノ酸) は,タンドム複製によって拡張して既存のベータプロペラを形成することが判明した.
• 祖先の47の残留モチーフが再構築され,五刃のレクチンプロペラに組み立てられた.
• 機能的軌跡は,機能の改善の重要な要因として折り畳み可能な単体レクチンにつながるタンデム重複を示した.

結論:

• ベータプロペラーの進化の軌跡を通して,タンパク質の機能を高める主な要因は,折り畳みやすさでした.
• 初期の進化段階は,モノマー折りたたみとオリゴーマー組成の対立によって制約されていました.
• 後期段階であるタンドム後の複製では,モノメアの安定性と折り畳み性の間のトレードオフが関与しました.