生物学 アミノ酸変化による構造・機能の違い

質問

生物学について質問です。

遺伝子塩基配列を調べると、とある凝固遺伝子の塩基配列に変異が生じていることが分かりました。
それによってシステインだったアミノ酸がフェニルアラニンに変わっていたのですが、この遺伝子変異がタンパク質の構造と機能にもたらす変化が何か分かりません。
システインがジスルフィド結合をする、やシステインが非必須アミノ酸でフェニルアラニンが必須アミノ酸であることは関係しているのでしょうか。

構造・機能がどう変化するか分かる方いらっしゃいましたら、回答のほうよろしくお願いいたします。

回答No.3

Dr_Hyper

他の方が詳しく答えられていますので，私は簡単に調べる方法を。

まあ他の人が報告していなければ，それが論文になるわけですから。
そのアミノ酸がはじめから数えて何番目のアミノ酸か分かるでしょうからそれを例えば100番目とします。
そしたらgoogleで

凝固因子の名前　　ABCDとしましょう

ABCF C100F というように，因子の名前と変異をC１００番(100番目のシステイン）がF（フェニルアラニン）に変わったとして検索を掛けてみるのです。
それでヒットすれば，すでに報告のある変異で，その機能はその論文に載っている可能性が高いですし，上手くいけばそのへんいによって起きる構造変換も判明しているかも知れません。
もし何もヒットしてこなければ，おそらくそれはあなたが初めての発見ですから，論文にするために機能の解析をしましょう。

お礼

調べ方がよく分かりました、ありがとうございました！

回答No.2

yuklamho

これは、試験問題とかではなく、あなた自身が実験されていることですよね？そういう前提で答えさせてもらうと、

『構造・機能がどう変化するか分かる方いらっしゃいましたら、回答のほうよろしくお願いいたします。 』
実際に調べない限り、誰にも分りません。

まず、その変異が誰かによって既に報告されているか調べてみたらどうですか？“その変異”というのはその凝固遺伝子のその部位で起こる同じ変異のことです。既に他のグループで見つけられていてそのタンパク質がいろいろ調べられていたら、それがあなたの知りたい答えになるのではないでしょうか。

もし、そういう報告がなければ、自分で調べるしかありません。コンピュータでシュミレーションすることもできるだろうし、実際にその変異タンパク質を作って、凝固反応の実験系で分析するとか。でも、もしそのタンパク質の抗体があるのなら、まずその変異タンパク質が発現しているかチェックするのが大事なことです。その変異のためにそのタンパク質が正しい三次構造をとれずに小胞体で分解されてしまうこともあるので。

『システインがジスルフィド結合をする』、
全てのシステインがジスルフィド結合に関与しているわけではありませんが、ジスルフィド結合はタンパク質の構造に大きく関与しているので、調べる価値はあると思います。

『システインが非必須アミノ酸でフェニルアラニンが必須アミノ酸であることは関係しているのでしょうか。』
これは関係ないです。説明すると長くなりそうなので省略します。どうしても知りたければ、身近な人に訊くかここで別に質問を立ててください。

お礼

もっと調べないと分からないのですね…
詳しくありがとうございました。

回答No.1

kgd34625

凝固遺伝子を研究されているのですね。具体的には血液凝固反応のカスケードに関与する蛋白でしょうか。
Cys⇒Pheの変化は、蛋白質の立体構造に大きな影響を与えます。Cysはhydrophilicなアミノ酸でdisulfide結合を形成できるので、蛋白質の立体構造の形成に関与します。一方Pheはhydrophobicなアミノ酸で、Van der Waals force等で蛋白質の立体構造の保持に寄与しています。もし変異したアミノが蛋白質の凝固反応に関与しない部位に存在する場合、機能的な変化は少ないでしょう。
私なら、正常な蛋白と変異蛋白とで凝固反応がどれくらい異なるかを調べます。更に凝固反応に対する阻害剤の作用を、正常蛋白と比較する等の機能解析を行います。興味深い現象が見つかれば、蛋白を結晶化させて、Ｘ線結晶構造解析で立体構造を確定します。
Cys⇒Pheの変異は遺伝子レベルではtriplet codonの2番目のG⇒Tで起こり、このSNPが蛋白質の機能に関与しているとの報告があります。