タンパク質ドメインの保存

タンパク質ドメインは、単一のアミノ酸鎖の一部であり、構造的に独立した小さな単位です。 これらのドメインは構造的に独立していることが多いですが、相乗効果に依存してより大きなタンパク質の一部として機能を発揮する可能性があります。タンパク質ドメインは、同じ生物内で保存される場合もあれば、異なる生物間で保存される場合もあります。

限られたタンパク質ドメインのセットは、進化の過程で複製され、再結合することがよくあります。これらのドメインは、ドメインシャッフリングとして知られるプロセスで機能的に異なる分子を形成するために、さまざまな組み合わせで組織化できます。進化的に関連したタンパク質のタンパク質の三次構造は、多くの場合、一次アミノ酸配列よりも類似しています。したがって、タンパク質ドメインの保存を研究するには、その配列に加えてタンパク質ドメインの三次元構造を分析することが不可欠です。

アルゴノートタンパク質ファミリーには、PAZ、MID、PIWI という3 つの保存された必須ドメインがあります。これらのタンパク質は、マイクロ RNA、短鎖干渉 RNA、Piwi 相互作用 RNA などの低分子 RNA 成分と結合して遺伝子サイレンシング制御に関与する、高度に特殊化された結合モジュールを持っています。これらの低分子RNAは、アルゴノートタンパク質と結合した場合にのみ遺伝子の機能を抑制します。PAZ ドメインの特徴は、低分子 RNA の 3' 突出端の結合ポケットです。 スライサー活性を示すドメインである PIWI ドメインは、RNA-DNA 複合体における RNA の加水分解を担うタンパク質である細菌の RNase H と構造的に類似しています。 MID ドメインは PAZ ドメインと PIWI ドメインの間に存在し、低分子 RNA の 5'リン酸に対する結合ポケットを持っています。 これらのドメインで保存されているモチーフの 1 つは、その触媒機能に関与するアスパラギン酸-アスパラギン酸-ヒスチジン(DDH)モチーフです。

アルゴノートタンパク質はさまざまな生物で保存されており、ショウジョウバエでは 5 種類、ヒトでは 8 種類、シロイヌナズナでは 10 種類、線虫では 27 種類存在します。