跨物种的救援揭示了快速演变的内在无序区域的序列要求
Sang On Park1, Rishad Khondker1, Ariel Blank1
1Department of Genetics and Development, Hammer Health Sciences Center, Columbia University Irving Medical Center, New York, New York, United States of America.
蛋白质中的内在无序区域 (IDR) 尽管发生了序列变化,但在功能上仍保持不变. 进化可以优化一个IDR功能以牺牲另一个,影响蛋白质活性.
科学领域:
- 分子生物学分子生物学
- 进化生物学 进化生物学
- 生物化学 生物化学
背景情况:
- 本质上无序的区域 (IDR) 缺乏稳定的结构,使其序列功能关系的研究变得复杂.
- 传统方法在分析IDR时通常是无效的,原因是它们的形状灵活性.
研究的目的:
- 开发和应用一种结合分子进化和遗传补充的新方法,以确定IDRs的功能序列特征.
- 研究酵母RNA结合蛋白Rim4中的IDR的进化保存和功能分歧.
主要方法:
- 利用了分子进化和遗传补充技术.
- 采用芽酵母RNA结合蛋白Rim4作为模型系统.
- 在超过4亿年的进化过程中,分析了跨正统序列的功能性保护.
主要成果:
- 尽管有显著的序列分歧,但在广泛的进化时间尺度中证明了Rim4 IDR的功能性保护.
- 观察到非补充Rim4 IDR倾向于向增加的疏水性进化.
- 显示,降低疏水性可以恢复功能到古老的,分离的IDR序列,特别是拯救激活器功能,同时保留受损的粉样组合.
结论:
- IDR可以执行多种功能,具有针对每个角色优化的独特生化特性.
- 进化压力有利于一个IDR功能,由于生物化学特征的演变,可能会损害其其他功能.
- 这项研究提供了对内在无序蛋白质的序列,结构和功能之间的复杂相互作用的见解.
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