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構造不明のタンパク質の構造機能モチーフのカセット変異の証拠
N D Clarke1, D C Lien, P Schimmel
1Department of Biology, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge 02139.
Science (New York, N.Y.)
|April 22, 1988
まとめ
Ile-tRNA合成酵素とTyr-tRNA合成酵素のような酵素間の構造的な類似性は,機能を予測することができます. Ile-tRNA合成酵素の保存されたセグメントは,イソルエウシン結合に不可欠であり,突然変異がその活動に大きく影響する.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- 構造生物学 構造生物学とは
- 酵素学 酵素学とは
背景:
- ほとんどの酵素の3次元構造は不明のままである.
- 機能的に関連した酵素は,保存された構造的モチーフを共有する可能性があります.
- Ile-transfer RNA (tRNA) 合成酵素の構造はほとんど特徴づけられていない.
研究 の 目的:
- Tyr-tRNA合成酵素との構造的同質性に基づいて,Ile-tRNA合成酵素における保存セグメントの機能を予測する.
- イソルエウシンに対する酵素の結合部位におけるこのセグメントの役割を調査する.
- 予測された機能を,ミュータゲネシスと生化学的分析によって検証する.
主な方法:
- Ile-tRNA合成酵素における保存されたアミノ酸セグメントの比較分析.
- Ile-tRNA合成酵素とTyr-tRNA合成酵素の構造的,機能的な関係を予測する.
- カセット突然変異は,Ile-tRNA合成酵素の10アミノ酸セグメントに突然変異を導入する.
- マイケリス定数 (Km) と速度定数 (kcat) の決定を含む生化学分析.
主要な成果:
- Ile-tRNA合成酵素の10アミノ酸セグメントは,高度に保存されていると特定されました.
- ミュタゲネシスは,このセグメントではいくつかの置換が許容されていることを明らかにしました.
- 特定の置換により,イソルエウシンのKmが劇的に増加し (>6000倍),他の基板や反応速度に最小限の影響を及ぼしました.
結論:
- Ile-tRNA合成酵素の保存されたセグメントは,イソルエウシン結合部位形成に不可欠です.
- 構造的ホモロジーは,酵素機能を推論するための強力なアプローチを提供します.
- 保存された領域の標的型変異は,酵素機構を明らかにすることができます.