Letter 生化学：3へリックスバンドルタンパク質ファミリーにおけるフラストレートされたエネルギー地形の実験的証拠 2010年2月4日 Nature 463, 7281 doi: 10.1038/nature08743 エネルギー地形理論は、複雑な分子系、特に生体高分子の構造と動的挙動を理解するための強力な手段である。タンパク質の一次配列は、その自由エネルギー地形を規定し、したがって、その折りたたみ経路や折りたたみと変性の速度定数、タンパク質の天然構造を決定する。この理論により、エネルギー地形に起伏があると、折りたたみが遅くなることが示されているが、この地形の詳細な実験的記述の導出は困難である。単純な折りたたみモデルにより、折りたたみは鎖のエントロピーが大きく影響すること、つまり、接触が局所的なタンパク質は迅速に折りたたまれることが示されているが、それは折りたたみ中に安定な天然の接触を形成するエントロピーコストが低いからである。いくつかのタンパク質ファミリーでは、安定性が折りたたみの速度定数で決まる。これらの単純な距離関数で折りたたみ挙動を予測できない場合は、エネルギー地形の特徴に例外的なところがあると考えられる。α-スペクトリンのR15、R16とR17ドメインの折りたたみ挙動は、そのような一般的な測定では説明できない。これらは同じような構造、安定性をもち、決定できた範囲内では遷移状態の安定性も似ているが、R15はそのホモログよりも約3,000倍速く折りたたまれる。本論文は、エネルギー地形の起伏（内部摩擦）が、R16とR17の遅い折りたたみと変性の原因であることを示す。我々は、キメラドメインを用いて、この内部摩擦はコアの性質であることを明らかにし、折りたたみが遅いスペクトリンドメインのエネルギー地形のフラストレーションは、折りたたみ中に長いへリックスの誤ったドッキングによる可能性があると考えた。理論的な研究から、エネルギー地形に起伏があると、折りたたみが遅くなることが示唆されている。今回我々は、このような現象は「普通の」タンパク質の折りたたみの速度論的性質に直接影響する、つまり、かなり大きなエネルギー障壁があるタンパク質は、ミリ秒の時間スケールで比較的ゆっくりと折りたたまれることを実験的に示す。 Full Text PDF 目次へ戻る
