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生化学:タンパク質の折りたたみ方を指定するための進化情報

Nature 437, 7058 doi: 10.1038/nature03991

多くのタンパク質で三次構造を指定するのに必要な情報はアミノ酸配列に含まれることが、古典的な研究から明らかになっている。今回我々は、三次構造情報を用いずに、多重配列アラインメント中に記号化されている統計情報のみを用いて、コンピューターにより人工タンパク質のアミノ酸配列を作成することでタンパク質の折りたたみ方を指定する配列則を決定しようと試みた。人工のWWドメインアミノ酸配列ライブラリーについて実験的検討を行い、折りたたんだ際にネイティブな構造が生じる配列を指定するにはアミノ酸残基間の共進化を表す単純な統計的エネルギー関数で必要かつ十分であることがわかった。こうした人工タンパク質は、天然のWWドメインと同程度の熱力学的安定性を示す。人工タンパク質の1つの構造決定では、原子レベルの分解能でのWWドメインの折りたたみ構造と極めてよい一致が見られた。アミノ酸配列を作成するために用いられる情報が比較的単純であることは、タンパク質の折りたたみ問題に起こりがちな複雑性を著しく低減するだろうと考えられる。

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