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生化学:定量的反応性プロファイリングによるプロテオーム中の機能をもつシステインの予測

Nature 468, 7325 doi: 10.1038/nature09472

システインは、タンパク質中で本質的に最も求核性の高いアミノ酸で、その反応性がうまく調節されて多様な生化学機能を果たしている。タンパク質中の機能をもつシステインを明確に示すコンセンサス配列が存在しないため、そうしたシステインの発見や特性解明はあまり進んでいない。本論文では、天然の生物学的な系で直接的にシステイン残基の本質的な反応性を一度に定量的にプロファイリングできるプロテオミクス手法について報告する。システイン残基の中で非常に高い反応性をもつものはごく少数であり、また、求核的および還元的な触媒作用や酸化修飾部位など広範な働きをしていることがわかった。機能が解明されていないいくつかのタンパク質でも反応性の非常に高いシステインが見つかり、その中の1つは真核生物の系統発生を通じて保存されていて、酵母の生存能力に必要で、鉄–硫黄タンパク質の生合成にかかわっている残基であることが今回わかった。また、この定量的な反応性プロファイリングが、コンピューターで設計したタンパク質でもシステインのスクリーニングと機能割り当ての基盤になりうることを実証した。システインヒドラーゼの設計で、触媒活性をもつ酵素と不活性な酵素が区別されたのである。

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