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分子生物学概論
9回目
タンパク質の構造2
07年6月20日(水)
逆平行βシートと平行βシート
混合βシート
βシート構造
平行 β シート
逆平行 β シート
βシート (β sheet)構造の詳細
3.5Å/残基
β strand
伸びた構造である隣合う側鎖はシートの上下に来る
twist している
βバレル構造βシート構造の例
1BXW
Outer Membrane Protein A (Ompa) Transmembrane Domain
βターン とループ
ループターン
4 1タイプの水素結合
分子表面にある
平行βシート,逆平行βシートを描き,水素結合の方向を確認せよ.αらせんは5 1水素結合,βターンは4 1水素結合である.平行βシート,逆平行βシートのそれぞれについて,水素結合パターンの規則を述べよ.
タンパク質の構造を作る弱い結合
疎水性相互作用
タンパク質の構造を作る弱い結合
イオン結合水素結合ファンデルワールス相互作用
タンパク質の構造を補強する結合
細胞外で働くタンパク質
3次構造(tertiary structure)
ミオグロビン
ミオグロビンの構造の特徴
1.コンパクト2.対称性の欠如3.豊富な二次構造4.分子内部は疎水性残基5.分子外部は親水性残基
水溶性タンパク質(球状タンパク質)
αへリックス,βシートは 1. Amphipathic(両親媒性)
2.主鎖のCO,NHは水素結合 に関与(親水性減少)
アミノ酸の20種のレパートリー分子内部空間を充填する(van der Waals contacts)
αへリックスβシート
次のアミノ酸配列は,ある蛋白質のαらせんの配列である.この配列をhelical wheel にプロットして親水性残基,疎水性残基の局在について議論せよ. KDATKAVDAVFDSITEALR
1
2
3
100°
helical wheel
100°
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
K
D
A
T
K
A
D
S
E
A
VA
D
V
T
L
F
I
KDATKAVDAVFDSITEALR
膜タンパク質(ポリン)の構造の特徴
1.分子外部は疎水性残基2.分子内部に親水性残基
Sucrose-Specific Porin (1AOS)
ドメイン(3次構造の構造単位)
CD4
ドメイン
(他から独立した構造単位)
ドメインの例
ドメインの例
4次構造 (quaternary structure)
Virus
Dimer (cro)
Tetramer (hemoglobin)
サブユニット構造
Cro リプレッサー
2量体分子
4量体の例
2回軸が3本(D2)4回軸( C4 )(dimer of dimer)
4量体の例
2回軸が3本(D2)4回軸( C4 )
さまざまなタンパク質分子のサイズ
5nm
繊維状タンパク質
コラーゲン エラスチン
球状タンパク質の集合による構造体形成
ウイルスのキャプシド
トマト萎縮病ウイルス
ポリオウイルス タバコネクロシスウイルス
SV40
球状ウイルスの構造
集合体の長さの決定
ものさし ひずみ 副尺
3次構造は保存される
ヒト バクテリア
重要なタンパク質の構造は変わらない
ゲノム情報発現に関わるタンパク質
ゲノム情報発現に関わるタンパク質
ゲノム情報発現に関わるタンパク質
タンパクファミリー
祖先が同じ,構造が似ている.機能が異なる.
酵母とショウジョウバエの遺伝子調節因子
タンパクファミリー
セリンプロテアーゼ
タンパク質の構造はアミノ酸配列で決まる
細胞から精製したタンパク質
高濃度の 尿素
変性タンパク質
尿素除去
タンパク質の再生
Christian Anfinsen, 1950
124 amino acids4 disulfide bonds
Ribonuclease
3次構造情報はアミノ酸配列の中にある
一次構造 三次構造 機能発現
1次構造が同じでも異なる2次構造をとる例
(VDLLKN)
立体構造が解らないと2次構造の予測は不可能
蛋白質は立体構造を形成する際に,すべての可能性をチェックしているのではない
100残基の蛋白質が1残基あたり3つのコンフォメーションを取り得るとする
構造の可能性は3100=5x1047
一つの構造をとるのに10-13秒
全部の構造をチェックするのに
1.6 x 1027年
ランダムにキーボードをたたいてHamletの一節ができるに為には
Methinks it is like a weasel.
1040回のタッチが必要
正しい個所をキープすれば
3000回
3次構造の予測
1. ab initio prediction
完全に計算にもとづく予測
2. knowledge-based prediction
データベースを利用する予測
アミノ酸配列の相同性が30%あれば同一のFold
レポート問題
平行βシート,逆平行βシートを描き,水素結合の方向を確認せよ.αらせんは5 1水素結合,βターンは4 1水素結合であるが,平行βシート,逆平行βシートはどうか,βシートの水素結合パターンの規則を述べよ.
提出は来週のこの時間