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細胞:負の選択による細胞タンパク質相互作用ネットワークにおける特異性の最適化

Nature 426, 6967 doi: 10.1038/nature02178

細胞のシグナル伝達ネットワークに関わるタンパク質の大半には、モジュール型タンパク質相互作用ドメインが含まれている。ある1つの生物に、このようなドメインは複数の型が存在する。たとえば、酵母のプロテオームには、異なるSrcホモロジー3(SH3)ドメインが27種類含まれている。このため、交差反応の可能性という問題が生じる。単離したドメイン-リガンド対には生物学的に独特な相互作用を指示するのに十分な情報は含まれず、相互作用の特異性は、ドメイン-リガンド対が存在する周囲の状況によってコード化されているものと、一般的に考えられている。本論文では、酵母タンパク質Pbs2由来の単離ペプチドリガンドが、生物学的相互作用の相手であるSho1のSH3ドメインを、ほぼ絶対的な特異性をもって、認識することを明らかにする。すなわち、in vivoin vitroどちらにおいても、酵母ゲノム中に存在する他のSH3ドメインは、Pbs2ペプチドとは交差反応しないのである。しかし、このような高度な特異性は、酵母由来でないSH3ドメイン群では観察されず、また他のSH3ドメインと交差反応するPbs2モチーフ変異体が適応の欠陥をもたらすことから、Pbs2モチーフは、酵母に特異的に存在する競合的ドメインに対しての相互作用が最小になるように、最適化されてきたことが示唆される。系全体での負の選択は、重複した認識要素で構成される相互作用ネットワークにおける特異性を最適化するための、複雑だが強力な進化機構である。

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