単回膜貫通タンパク質
膜貫通タンパク質の模式図: 1. 単一の膜貫通 α ヘリックスを持つタンパク質 (単一膜貫通タンパク質) (バイトピック) 2. ポリトピック膜貫通 α ヘリックスタンパク質 3. ポリトピック膜貫通 β シートタンパク質膜は黄色で表されます。

単回膜貫通タンパク質は、単回貫通タンパク質またはビトピックタンパク質とも呼ばれ、脂質二重層を1回だけ貫通する膜貫通タンパク質です。 [ 1 ] [ 2 ]これらのタンパク質は、生物によって異なりますが、全膜貫通タンパク質の最大50％を占めることがあり、膜貫通αヘリックスを介した相互作用など、細胞内の異なるタンパク質間の相互作用のネットワークに大きく貢献しています。[ 3 ]これらは通常、生体膜の異なる側に位置する1つまたは複数の水溶性タンパク質ドメインを含み、例えば単回膜貫通受容体に含まれています。[ 4 ]それらのいくつかは小さく、光合成系や呼吸鎖などの大きな多タンパク質膜貫通複合体の調節または構造安定化サブユニットとして機能します。 2300を超える単回膜貫通タンパク質がヒトゲノムで特定されています。[ 5 ]

トポロジーベースの分類

バイトピックタンパク質は、膜貫通トポロジーとタンパク質のアミノ酸配列における膜貫通ヘリックスの位置に応じて4つのタイプに分類されます。Uniprotによると、以下の通りです。

したがって、I型タンパク質は終結アンカー配列によって脂質膜に固定され、合成時にN末端ドメインがER内腔に標的化されます。II型とIII型はシグナルアンカー配列によって固定され、II型はC末端ドメインによってER内腔に標的化されますが、III型はN末端ドメインがER内腔に標的化されます。

構造

単回膜貫通タンパク質は、通常、細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、細胞内ドメインの3つのドメインから構成されます。膜貫通ドメインは約25アミノ酸残基と最も小さく、膜二重層に挿入されたαヘリックスを形成します。ECDは通常ICDよりもはるかに大きく、しばしば球状ですが、多くのICDは比較的高い無秩序性を有しています。[ 10 ]このクラスのタンパク質の中には単量体として機能するものもありますが、二量体形成や高次オリゴマー形成が一般的です。[ 10 ] [ 11 ]

進化

生物ゲノム中の単回膜貫通タンパク質の数は大きく異なります。真核生物は原核生物よりも、多細胞生物は単細胞生物よりも多くなっています。[ 12 ]このクラスのタンパク質の割合は、モデル生物であるダニオ・レリオ（ゼブラフィッシュ）やカエノラブディティス・エレガンス（線虫）よりもヒトで高く、これらのタンパク質をコードする遺伝子が脊椎動物と哺乳類の系統で拡大してきたことを示唆しています。[ 4 ]

データベース

参考文献

  1. ^ 「一回通過膜タンパク質」www.uniprot.org .
  2. ^膜構造生物学：生化学的・生物理学的基礎、メアリー・ラッキー著、2014年、ケンブリッジ大学出版局、91ページ。
  3. ^ Zviling, Moti; Kochva, Uzi; Arkin, Isaiah T. (2007). 「二分子膜タンパク質の膜貫通ヘリックスはどれほど重要なのか？」Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes . 1768 (3): 387– 392. doi : 10.1016/j.bbamem.2006.11.019 . PMID 17258687 . 
  4. ^ a b Pahl, Matthew C; Askinazi, Olga L; Hamilton, Catherine; Cheng, Irene; Cichewicz, Karol; Kuhn, Jason; Manohar, Sumanth; Deppmann, Christopher D (2013-10-18). 「単回膜貫通タンパク質によるシグナル伝達」.生命科学百科事典. pp. a0025160. doi : 10.1002/9780470015902.a0025160 . ISBN 978-0-470-01617-6。
  5. ^ Membranomeデータベースによるヒトの1回膜貫通タンパク質のリスト
  6. ^ 「単回通過型I型膜タンパク質」 UniProt . 2021年6月15日閲覧。
  7. ^ 「シングルパスII型膜タンパク質」 UniProt 2021年6月15日閲覧。
  8. ^ 「単回通過型III膜タンパク質」 UniProt 2021年6月15日閲覧。
  9. ^ 「シングルパスIV型膜タンパク質」 UniProt 2021年6月15日閲覧。
  10. ^ a b Bugge, Katrine; Lindorff-Larsen, Kresten; Kragelund, Birthe B. (2016年12月). 「構造的観点から見た単回膜貫通受容体シグナル伝達の理解：何が欠けているのか？」(PDF) . The FEBS Journal . 283 (24): 4424– 4451. doi : 10.1111/febs.13793 . PMID 27350538 . 
  11. ^ Valley, Christopher C.; Lewis, Andrew K.; Sachs, Jonathan N. (2017年9月). 「Piecing it together: Unraveling the elusive structure-function relationship in single-pass membrane receptors」 . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes . 1859 (9): 1398– 1416. doi : 10.1016 / j.bbamem.2017.01.016 . PMC 5487282. PMID 28089689 .  
  12. ^ポゴジェワ、イリーナ D.;ロミゼ、アンドレイ L. (2018 年 2 月) 「シングルパス膜貫通タンパク質の進化と適応」。Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - 生体膜。1860 (2): 364–377 . doi : 10.1016/j.bbamem.2017.11.002。PMID 29129605。 
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