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ドメインファミリーにおける機能的複雑性の急速な進化

Rapid Evolution of Functional Complexity in a Domain Family

Research Article

Sci. Signal., 8 September 2009
Vol. 2, Issue 87, p. ra50
[DOI: 10.1126/scisignal.2000416]

Andreas Ernst1*, Stephen L. Sazinsky2, Shirley Hui3,4, Bridget Currell5, Moyez Dharsee3, Somasekar Seshagiri5, Gary D. Bader3,4, and Sachdev S. Sidhu1*†

1 Department of Protein Engineering, Genentech, 1 DNA Way, South San Francisco, CA 94080, USA.
2 Department of Biological Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue, E19-563, Cambridge, MA 02139, USA.
3 Banting and Best Department of Medical Research, University of Toronto, Donnelly CCBR, 160 College Street, Toronto, Ontario, Canada M5S 3E1.
4 Department of Molecular Genetics, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada.
5 Department of Molecular Biology, Genentech, 1 DNA Way, South San Francisco, CA 94080, USA.
* Present address: Banting and Best Department of Medical Research and Department of Molecular Genetics, University of Toronto, Donnelly CCBR, 160 College Street, Toronto, Ontario, Canada M5S 3E1.
† To whom correspondence should be addressed. E-mail: sachdev.sidhu@utoronto.ca

要約 : 多細胞生物は、複雑で微調整されたタンパク質ネットワークによって環境の変化に対応する。本研究では試験管内進化系を用いて、ネットワークの複雑性の進化におけるドメインの変異や拡大の役割について探った。ランダム変異導入法によりファミリー拡大を容易にすることよって、天然のPDZドメインファミリーの機能的多様性を確保するために結合部位がいかに汎用的かつ頑健でなくてはならないかについて検討した。コンビナトリアルタンパク質ライブラリーから、数百種の構造化ドメインのバリアント(変異体)を分析した結果、それらのうちの4分の1がカルボキシ末端リガンド認識のために機能しており、我々のバリアントのレパートリーが天然ファミリーと同等の特異性と多様性を備えていることが示された。本研究の結果から、PDZフォールド(折りたたみ)にリガンド結合が備わっていることがわかり、この柔軟性が複雑なタンパク質相互作用ネットワークの急速な進化を容易にすることが示唆された。

A. Ernst, S. L. Sazinsky, S. Hui, B. Currell, M. Dharsee, S. Seshagiri, G. D. Bader, S. S. Sidhu, Rapid Evolution of Functional Complexity in a Domain Family. Sci. Signal. 2, ra50 (2009).

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