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進化:タンパク質の進化におけるアミノ酸獲得と喪失の一般的傾向

Nature 433, 7026 doi: 10.1038/nature03306

タンパク質のアミノ酸組成は、分類群間で大きな違いがあるので、進化が起こりうる。たとえば、(G+C)含量の多い(あるいは(A+T)含量の多い)ゲノムをもつ生物のタンパク質は、(G+C)の多いコドンでコードされるアミノ酸の含有量が多い(少ない)。しかし、現在も進行しているアミノ酸の出現頻度の変化に、共通の傾向があるとの報告はなされていない。我々は生物の3つのドメイン(細菌、古細菌、真核生物)すべてを代表する15の分類群から近縁関係にあるゲノムを選び、3塩基連鎖によってコードされるオーソロガスなタンパク質群を比較して、系統分類学を利用してアミノ酸の置換の方向付けを試みた。Cys、Met、His、Ser、Pheは少なくとも14の分類群で増加しているが、Pro、Ala、Glu、Glyは一貫して減少している。ヒトのタンパク質でも、非同義置換一塩基多型の解析から明らかになったように、現在これと同じ9種類のアミノ酸が増加あるいは減少している。出現頻度が減少しているアミノ酸はすべて、遺伝暗号に最初に取り入れられたものに属すると考えられている。逆に、出現頻度が増加しているアミノ酸は、Ser以外はすべて、おそらくは後になって補充されたものだろう。したがって、最初に過少だったアミノ酸の増加は34億年以上前に始まり、現在も続いているらしい。

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