4.13: 交換可能な部品を持つタンパク質複合体

タンパク質のグループは、この複合体内の各タンパク質が複合体の全体的な実行において異なる役割を果たす複合体を形成することがあります。多くの場合、複合体内のタンパク質の一部を密接に関連する変異体に置き換えて、同じ成分を多く含みながら機能的に異なる複合体を作ることができます。

SCFユビキチンリガーゼは、5つの個々のタンパク質のタンパク質複合体です。この複合体は、ユビキチンを他の標的タンパク質に結合させ、分解の印をつけます。この機能を果たすために、タンパク質の1つであるF-boxが基質に結合する役割を担っており、それによって複合体内の異なるタンパク質であるユビキチン結合酵素が基質にアクセスしてユビキチンに付着することを可能にします。F-boxタンパク質は、複合体が異なる基質を認識できるように、複数の交換可能なバリアントを持っています。さらに、生物が異なれば、F-boxタンパク質変異体のセットも異なる場合があります。ヒトには 38 種類、Saccharomyces cerevisiae には 11種類、ショウジョウバエには 22種類、C. elegans には 326 種類が知られています。この変異体により、複合体は成分の 1 つだけを変更するだけで、幅広いタンパク質を標的にすることができます。

これらの交換可能なバリアントは、多くの場合、遺伝子重複の結果です。分子進化の過程で、有益なタンパク質の遺伝子は、異所性組換え、複製の滑り、異数性、倍数性、再転位などの理由により、DNA複製中に複製することがあります。この遺伝子の複製されたコピーは、元の遺伝子の機能に影響を与えないため、ある世代から次の世代に移される間にさらに突然変異を起こすことがあります。これらの突然変異は、以下の原因となる遺伝子の変異体をもたらします。F-boxのようなタンパク質は、機能的には類似していますが、基質特異性が異なります。