5.5 : Conservation of Protein Domains

タンパク質ドメインは、単一のアミノ酸鎖の一部である、構造的に独立した小さな単位です。これらのドメインは、多くの場合、構造的に独立していますが、より大きなタンパク質の一部としての機能を果たすために相乗効果に依存している場合があります。タンパク質ドメインは、同じ生物体内だけでなく、異なる生物間でも保存される場合があります。

限られたタンパク質ドメインのセットは、進化の過程でしばしば複製および再結合します。これらのドメインは、ドメインシャッフルと呼ば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編成することができます。進化的に関連するタンパク質の三次タンパク質構造は、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ためには、その配列に加えて、タンパク質ドメインの三次元構造を解析することが不可欠です。

Argonauteタンパク質ファミリーには、PAZ、MID、PIWIの3つの重要な保存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成分と結合する高度に特殊化された結合モジュールを持ち、遺伝子サイレンシング制御に関与しています。これらの低分子RNAは、アルゴノートタンパク質と結合する場合にのみ遺伝子機能を沈黙させます。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。PIWIドメインは、スライサー活性を示すドメインであり、RNA-DNA複合体のRNAを加水分解する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、small RNAの5′リン酸の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生物間で保存されており、ショウジョウバエに5つ、ヒトに8つ、シロイヌナズナに10つ、C.エレガンスに27つと、さまざまな生物に複数のファミリーがあります。