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生化学:複数の天然状態により明らかになった、RNA折りたたみの自由エネルギー地形に連続してみられる起伏

Nature 463, 7281 doi: 10.1038/nature08717

「熱力学仮説」によれば、生体高分子の配列が、その折りたたまれて活性のある構造(すなわち「天然」の構造)は、折りたたみのエネルギー地形の大域的な極小点に当たると規定する。しかし、巨大な高分子の折りたたみのエネルギー地形は非常に複雑であることから、実際に唯一の天然コンホメーションに対応する唯一の大域的な極小点があるのか、それとも、いくつかの活性コンホメーションに対応する深い局所的な極小点があるのかという疑問が出てきている。多くのタンパク質の折りたたみは、二状態モデルによりうまく記述され、単一の天然コンホメーションをもつタンパク質折りたたみエネルギー地形という、非常に単純化された表現として表される。しかしながら、相互変換に数秒あるいはそれ以上の時間がかかる複数の活性コンホメーションをもつ折りたたみエネルギー地形の、より複雑なトポロジーを示唆する実験的な証拠も増えつつある。今回我々は、単分子実験により、RNA酵素が、その触媒反応の時間スケールよりも長い時間で相互変換する複数の異なる天然状態へ折りたたまれていることを示す。これらのデータは、RNA折りたたみエネルギー地形の激しい起伏は、天然構造が占めるコンホメーション空間へ拡張されることを実証している。

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