モザイクタンパク質

複数のタンパク質ドメインから構成されるタンパク質

モザイクタンパク質とは、異なるタンパク質ドメインから構成され、複数の機能を持つタンパク質です。これらのタンパク質は、複数の三次構造のタンパク質ドメインから構成されるため、四次構造を有します。タンパク質ドメインは結合して異なる種類のタンパク質を形成し、多様なタンパク質を生み出します。^{[1]これらのドメインは可動性があるため、}ゲノム全体に広がっています。そのため、一見無関係に見えるドメインであっても、様々なタンパク質に見られることがあります。また、これによりドメインは独立して折り畳まれるため、新しい環境でも変形したり、折り畳まれなくなったりすることはありません。^[2]

多くのタンパク質は単一の遺伝子によってコード化されていますが、他の多くのタンパク質は複数の遺伝子からペプチド鎖を取得しています。モザイクタンパク質の性質として、モザイクタンパク質は常に多遺伝子性です。

発達

すべてのタンパク質は、細胞内の設計図である遺伝子から転写・生成されます。隣接する2つの遺伝子が一緒に転写され、同じタンパク質が作られると、モザイクタンパク質が形成されます。これはタンパク質の安定性を高め、より複雑な機能を与えるため、タンパク質にとって有益です。例えば、タンパク質が酵素である場合、基質に対してより効率的に作用することができます。^[3]

さらに、これらのタンパク質は細胞膜の外側、あるいは膜タンパク質の外側で最も多く利用されています。これは、これらの多機能タンパク質が多細胞生物の発達に役割を果たしたことを示唆しています。^[2]

例

様々なモザイクタンパク質とその機能ドメインを比較し、タンパク質ファミリーや様々なタンパク質の全体的な機能を理解しようとする研究は数多く行われています。例えば、ウニのSpCRLタンパク質とSpCRSタンパク質は、ウニの他のタンパク質にも見られる多様な機能ドメインを有しています。比較することで、科学者はこれらのタンパク質が果たす複雑な役割を理解することができます。^[4]また、科学者たちはモザイクタンパク質の概念を利用してワクチンの機能を向上させています。ワクチンは、弱い細菌を体内に注射することで、その細菌に特異的な抗体を産生するように体を刺激します。これにより、体は免疫を構築し、次に同じ細菌が侵入した際には、より効果的に撃退できるようになります。^[5]細菌のモザイクタンパク質は、抗体の産生と品質を最大化するように設計することができます。^[6]

参照

流動モザイクモデル

参考文献

^ Avery, VM; Adrian, DL; Gordon, DL (1993-06-01). 「免疫学と細胞生物学 - 論文抄録：ヒトアストロサイトにおけるモザイクタンパク質mRNAの検出」 . Immunol Cell Biol . 71 (3): 215– 219. doi :10.1038/icb.1993.24. ISSN 0818-9641. PMID 8349304. S2CID 24447528.
^ ab Kolkman, Joost A.; Stemmer, Willem PC (2001-05-01). 「エクソンシャッフリングによるタンパク質の指向的進化」. Nature Biotechnology . 19 (5): 423– 428. doi :10.1038/88084. PMID 11329010. S2CID 10629066.
^ Traut, Thomas (2001-01-01). 「マルチドメインタンパク質」. eLS . John Wiley & Sons, Ltd. doi :10.1002/9780470015902.a0005053.pub2. ISBN 9780470015902。
^ Multerer, KeriA.; Smith, L.Courtney (2004-05-01). 「ムラサキウニStrongylocentrotus purpuratus由来の2つのcDNAは、H因子、I因子、および補体成分C6およびC7に見られるドメインを持つモザイクタンパク質をコードする」. Immunogenetics . 56 (2): 89– 106. doi :10.1007/s00251-004-0665-2. ISSN 0093-7711. PMID 15088130. S2CID 6928871.
^ 「ワクチンの基礎 - ワクチンの仕組み」www.vaccineinformation.org . 2016年10月10日閲覧。
^ 「モザイクの説明」www.hiv.lanl.gov . 2016年10月10日閲覧。

外部リンク

http://www.hiv.lanl.gov/content/sequence/MOSAIC/mosaic_explanation.html
Mörwald, S; Yamazaki, H; Bujo, H; Kusunoki, J; Kanaki, T; Seimiya, K; Morisaki, N; Nimpf, J; Schneider, WJ; Saito, Y (1997). 「LDL受容体エレメントを含む新規モザイクタンパク質はヒトとニワトリで高度に保存されている」. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol . 17 (5): 996– 1002. doi :10.1161/01.atv.17.5.996. PMID 9157966.
http://www.nature.com/icb/journal/v71/n3/abs/icb199324a.html

[:4-1] Avery, VM; Adrian, DL; Gordon, DL (1993-06-01). 「免疫学と細胞生物学 - 論文抄録：ヒトアストロサイトにおけるモザイクタンパク質mRNAの検出」 . Immunol Cell Biol . 71 (3): 215– 219. doi :10.1038/icb.1993.24. ISSN 0818-9641. PMID 8349304. S2CID 24447528.

[:6-2] Kolkman, Joost A.; Stemmer, Willem PC (2001-05-01). 「エクソンシャッフリングによるタンパク質の指向的進化」. Nature Biotechnology . 19 (5): 423– 428. doi :10.1038/88084. PMID 11329010. S2CID 10629066.

[:5-3] Traut, Thomas (2001-01-01). 「マルチドメインタンパク質」. eLS . John Wiley & Sons, Ltd. doi :10.1002/9780470015902.a0005053.pub2. ISBN 9780470015902。

[:0-4] Multerer, KeriA.; Smith, L.Courtney (2004-05-01). 「ムラサキウニStrongylocentrotus purpuratus由来の2つのcDNAは、H因子、I因子、および補体成分C6およびC7に見られるドメインを持つモザイクタンパク質をコードする」. Immunogenetics . 56 (2): 89– 106. doi :10.1007/s00251-004-0665-2. ISSN 0093-7711. PMID 15088130. S2CID 6928871.

[:1-5] 「ワクチンの基礎 - ワクチンの仕組み」www.vaccineinformation.org . 2016年10月10日閲覧。

[:2-6] 「モザイクの説明」www.hiv.lanl.gov . 2016年10月10日閲覧。