5.4 : Protein Families

タンパク質ファミリーは相同タンパク質のグループであり、つまり、アミノ酸配列と三次元構造に類似性があります。タンパク質ファミリーは通常、遺伝子の重複によって発生します。遺伝子の追加のコピーが生物のゲノムに挿入されます。アミノ酸を変化させてもタンパク質を適切に合成できる突然変異は、新しいタンパク質ファミリーのメンバーにつながります。これらの新しいタンパク質が重要な場所に類似のアミノ酸を含んでいる場合、 タンパク質ドメイン、および場合によっては全体的な三次元構造は、類似したままでいることができます。ファミリー内のタンパク質は、アミノ酸配列の相同性が30%と低い場合でも、関連する機能を果たします。

タンパク質スーパーファミリー

タンパク質スーパーファミリーは、より遠い祖先から進化したタンパク質のより大きなグループです。それらは一般に、タンパク質ファミリーと比較して配列相同性が低くなっていますが、それでも共通して重要な構造的特徴を持っています。各スーパーファミリーには、より密接に関連する構造と機能を持つ複数のタンパク質ファミリーを含めることができます。一部の大きなファミリーは、さらにサブファミリーに分けられます。タンパク質がスーパーファミリー、ファミリー、またはサブファミリーに属するかどうかの正確な区別は、分類システムによって異なる場合があり、タンパク質の配列と構造データの量が増え続けるにつれて変化しています。

免疫グロブリンタンパク質スーパーファミリー(IgSF)は、最大級のタンパク質スーパーファミリーの1つであり、ヒトゲノムには700以上のスーパーファミリーメンバーが存在します。スーパーファミリーのすべてのメンバーは、1つ以上の免疫グロブリン(Ig)ドメインを含んでいます。このドメインは、2つの反平行βシートのサンドイッチで構成されるユニークな三次元構造を持ち、そのほとんどが細胞接着やリガンド結合に関与しています。IgSFには、抗原受容体、細胞接着分子(CAM)、細胞骨格タンパク質、いくつかの成長因子およびサイトカイン受容体グループなど、多くのファミリーが含まれています。抗原受容体ファミリーは、さらにサブファミリーに分けることができる。抗体または免疫グロブリンファミリーとT細胞受容体ファミリー;CAMは、NCAM、ICAM、およびCD2関連タンパク質ファミリーに分類できます。

分類データベース

タンパク質ファミリーの分類により、科学者はタンパク質間の機能的および進化的関係を理解できます。Pfam は、科学者が既知のタンパク質とそのファミリーメンバーを検索できるオンラインデータベースの 1 つです。研究者は、新たに発見されたタンパク質のアミノ酸配列を入力して、配列の類似性から既知のタンパク質ファミリーに属しているかどうかを確認することもできます。これにより、検証可能な仮説を立てることができます新しいタンパク質の可能な役割については、ファミリーメンバーがしばしば同様の構造と機能を持っているためです。