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本質的に無秩序なセグメントによって生成されるエントロピー力は,タンパク質の機能を調節する
Nicholas D Keul1, Krishnadev Oruganty2, Elizabeth T Schaper Bergman3
1Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Georgia, Athens, GA, USA.
Nature
|November 14, 2018
まとめ
本質的に無秩序なペプチドセグメントは,コンフォメーションアンサンブルをシフトすることにより,タンパク質の機能を高めることができます. 乱れた領域の長さに左右されるこのエントロピー効果は,UDP-α-D-グルコース-6-デヒドロゲナーゼ (UGDH) の阻害剤結合を最適化します.
科学分野:
- 生物化学
- 構造生物学
- 進化生物学
背景:
- タンパク質の構造はダイナミックで 機能に欠かせない様々な構造を 探求しています
- タンパク質の進化と機能における本質的に乱れた領域の役割はよく理解されていません.
- ヒトのプロテオームの重要な部分は 機能不明の固有無秩序な部分を含んでいます
研究 の 目的:
- 本質的に無秩序なペプチドセグメントがタンパク質の構成組と機能にどのように影響するかを調査する.
- 本質的に乱れたカルボキシ末端がタンパク質とリガンドの相互作用に影響を与えるメカニズムを決定する.
- タンパク質の適応における 本質的に無秩序なセグメントの進化的影響を探求する.
主な方法:
- ヒトのUDP-α-D-グルコース-6-デヒドロゲナーゼ (UGDH) タンパク質を研究した.
- 本質的に乱れたカーボキシ末尾 (ID-tail) がUGDHの形状全体に及ぼす影響を調査した.
- アロステル抑制剤に対するID尾長と親和の関係を分析した.
主要な成果:
- ID-テイルは,アロステリック阻害剤に対するより高い親和性を持つ状態に向かってUGDHコンフォームアンサンブルをシフトさせます.
- 観察された親和感の強化は,本質的に無秩序なセグメントの長さに依存し,その配列や組成には依存しない.
- この効果は,非構造ペプチドによって生成されるエントロピー力と一致する.
結論:
- 本質的に無秩序な尾は,タンパク質の動態と構造を調節することによって,阻害剤の結合を促進する"エントロピー補正器"として作用する.
- このメカニズムは 容易に獲得できる適応性を提供し タンパク質のエネルギー環境を調整するために 進化が乱雑なセグメントを選択することを示唆しています
- この発見は,プロテオームの内在的な障害の流行に潜在的な説明を提供します.