7 種類 の アミノ酸 が RNA ポリメラーゼ の 核 折り を 形成 する に 十分 です

科学分野:

• タンパク質の進化とバイオインフォマティクス
• タンパク質の折りたたみの起源
• 古代 の 翻訳 システム

背景:

• 現代 の 複雑 な タンパク質 は 単純 な 古代 の 祖先 から 進化 し た か も しれ ませ ん.
• 二重psiベータバレル (DPBB) は,RNAポリメラーゼのような重要な酵素に含まれる古代のタンパク質の折りたたみです.
• タンパク質の折りたたみの 進化的起源を理解することで 生命の初期に 洞察力を得ることができます

研究 の 目的:

• 二重psiベータバレル (DPBB) タンパク質の折りたたみの進化経路を再構築する.
• DPBBの折りたたみ形成の最低限の要件を調査する.
• 初期の翻訳システムにおける DPBB フォールドの出現の可能性を評価する.

主な方法:

• 現代のDPBBドメインのリバースエンジニアリング
• 相互に絡み合うホモディメリゼーション,遺伝子複製,融合を含む進化経路の計算再構築.
• アミノ酸レパートリーを簡素化し,最小配列要件を特定する.

主要な成果:

• 半分のペプチドから始め,DPBBの折りたたみの可能性のある進化の経路を再構築した.
• 7種類のアミノ酸 (Ala,Asp,Glu,Gly,Lys,Arg,Val) を使ってDPBB折れを成功裏に再現した.
• この7つのアミノ酸は,現代の遺伝子システムで最小限のコドンセット (GNNとARR) によってコード化することができます.

結論:

• ダブル-psiベータバレル (DPBB) の折り畳みは,二分化,複製,融合による単純なペプチド前駆体から発生した可能性がある.
• 限られたアミノ酸セットと基本的な遺伝子コードで DPBB の形成は可能である.
• この研究は,基本的なタンパク質の折りたたみが 翻訳の歴史の初期に出現した可能性があるという仮説を裏付けている.