Letter 生物物理：膜タンパク質での水素結合側鎖相互作用による安定化は、多くの場合あまり大きくない 2008年6月26日 Nature 453, 7199 doi: 10.1038/nature06977 分子相互作用のエネルギー論を理解することは、構造予測と設計、進化経路のマッピング、変異が病気を引き起こす仕組みの理解、薬剤設計、構造機能相関など、構造生物学の中心的研究課題のすべての基礎となる。膜の誘電率は低く、水との競合がないことから、水素結合は膜環境における重要な力であると広く見なされている。事実、極性残基の置換は膜タンパク質における最も一般的な疾患誘起変異である。しかし、大きな膜タンパク質については構造情報が限られており、技術的に難しいことから、水素結合強度を定量的に検証した例はほとんどない。今回我々は二重変異サイクル解析を用いて、バクテリオロドプシン全体の8本のヘリックス間の側鎖水素結合相互作用の平均的寄与は、0.6 kcal mol−1に過ぎないことを示す。これらの実験と一致して、膜タンパク質の非極性コア領域にある極性原子のうち4%が水素結合する相手をもたず、可溶性タンパク質内と膜タンパク質の膜貫通領域内に埋め込まれた水素結合の長さは統計学的にほぼ等しいことも見いだした。我々の結果は、膜タンパク質中のほとんどの水素結合があまり大きくない安定化しか行っていないことを示す。弱い水素結合は、膜タンパク質の折りたたみ、動力学、設計、進化、機能を考察する際に反映されるべきであろう。 Full Text PDF 目次へ戻る
