タンパク質の接触順序は、タンパク質の天然状態の三次構造におけるアミノ酸間の接触の局所性の尺度である。[1]これは、折り畳まれたタンパク質で天然接触を形成する残基間の平均配列距離をタンパク質の全長で割って計算される。接触順序が高いほど、折り畳み時間が長くなることを示し、[ 2] [3]接触順序が低いことは、ダウンヒル折り畳み、つまり自由エネルギー障壁なしで起こるタンパク質折り畳みの可能性を予測する指標として示唆されている。[4]この効果は、非局所接触とは対照的に、局所接触の形成に関連するコンフォメーションエントロピーの損失が少ないためであると考えられている。[3]
相対接触順序 (CO) は正式には次のように定義されます。
ここで、Nは接触の総数、ΔSi ,jは接触残基iとjの間の残基単位の配列分離、Lはタンパク質中の残基の総数である。[2]接触順序の値は、通常、単一ドメインタンパク質の場合5%から25%の範囲であり、接触順序が低いタンパク質は主にらせん状タンパク質に属し、接触順序が高いタンパク質はベータシート含有量が多いタンパク質に属します。
タンパク質構造予測法は、接触順序が低いタンパク質の構造をより正確に予測します。これは、接触順序が低いタンパク質は小さい傾向があるためでもあるかもしれませんが、エネルギー関数を最小化するグローバル最適化手順中に考慮される可能性のある長距離残基間相互作用の数が少ないことで説明できる可能性があります。[5]ロゼッタ法などの成功した構造予測法でさえ、実験的に決定されたタンパク質構造で観察される分布と比較して、接触順序が低い構造予測を過剰に生成します。[3]
本来折り畳まれた接触順序の割合は、折り畳み遷移状態の「本来性」の尺度としても使用できます。分子動力学と連携したファイ値解析により、小さくて折り畳みが速いタンパク質の折り畳まれた状態に近い接触順序を持つ遷移状態モデルが作成されました。[6]さらに、遷移状態と本来状態の接触順序は、全体的な折り畳み時間と高い相関関係にあります。[7]
構造予測における役割に加えて、接触順序自体も配列アライメントに基づいて予測することができ、既知の配列とある程度の相同性を持つ新規配列のフォールドを分類するのに役立ちます。[8]
参照
- 回路トポロジー:接点のトポロジカルな配置
参考文献
- ^ Plaxco, Kevin W; Simons, Kim T; Baker, David (1998-04-10). 「接触順序、遷移状態の配置、および単一ドメインタンパク質のリフォールディング速度11 PE Wright 編集」. Journal of Molecular Biology . 277 (4): 985–994. doi :10.1006/jmbi.1998.1645. ISSN 0022-2836. PMID 9545386.
- ^ ab Plaxco, Kevin W; Simons, Kim T; Baker, David (1998 年 4 月). 「接触順序、遷移状態の配置、および単一ドメインタンパク質の再折り畳み速度」。Journal of Molecular Biology . 277 (4): 985–994. doi :10.1006/jmbi.1998.1645. PMID 9545386.
- ^ abc Bonneau, Richard; Ruczinski, Ingo; Tsai, Jerry; Baker, David (2002 年 8 月). 「接触順序と ab initio タンパク質構造予測」.タンパク質科学. 11 (8): 1937–1944. doi :10.1110/ps.3790102. PMC 2373674. PMID 12142448 .
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- ^ Mount DM. (2004).バイオインフォマティクス: 配列とゲノム解析第2版. Cold Spring Harbor Laboratory Press: Cold Spring Harbor, NY.
- ^ Pandit, AD; Jha, A; Freed, KF; Sosnick, TR (2006). 「小さなタンパク質は遷移状態を経てネイティブのようなトポロジーで折り畳まれる」J Mol Biol . 361 (4): 755–70. doi :10.1016/j.jmb.2006.06.041. PMID 16876194.
- ^ Paci, E; Lindorff-Larsen, K; Dobson, CM; Karplus, M; Vendruscolo, M (2005). 「遷移状態の接触順序はタンパク質の折り畳み速度と相関する」J Mol Biol . 352 (3): 495–500. doi :10.1016/j.jmb.2005.06.081. PMID 16120445.
- ^ Shi, Yi; Zhou, Jianjun; Arndt, David; Wishart, David S .; Lin, Guohui (2008). 「一次配列からのタンパク質接触順序予測」BMC Bioinformatics . 9 : 255. doi : 10.1186/1471-2105-9-255 . PMC 2440764 . PMID 18513429.
