| カップイン_1 |
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 シュウ酸脱炭酸酵素ギ酸複合体の結晶構造 |
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| シンボル | カップイン_1 |
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| パム | PF00190 |
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| ファム一族 | CL0029 |
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| エコド | 10.12.1 |
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| インタープロ | 著作権 |
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| SCOP2 | 2phl / スコープ / SUPFAM |
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| カップイン3 |
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 大腸菌由来のタンパク質 ylba の結晶構造、pfam duf861 |
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| シンボル | カップイン3 |
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| パム | PF05899 |
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| ファム一族 | CL0029 |
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| エコド | 10.12.1 |
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| インタープロ | 著作権 |
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| SCOP2 | 1o5u / スコープ / SUPFAM |
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| カップイン4 |
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| シンボル | カップイン4 |
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| パム | PF08007 |
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| ファム一族 | CL0029 |
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| エコド | 10.12.1 |
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| カップイン_6 |
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| シンボル | カップイン_6 |
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| パム | PF12852 |
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| ファム一族 | CL0029 |
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| カップイン7 |
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| シンボル | カップイン7 |
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| パム | PF12973 |
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| ファム一族 | CL0029 |
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| エコド | 10.12.1 |
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クピンスーパーファミリーは、保存されたバレルドメイン（cupaはラテン語で小さな樽を意味する）にちなんで名付けられた多様なタンパク質スーパーファミリーです。このスーパーファミリーには、多種多様な酵素と非酵素的な種子貯蔵タンパク質が含まれます。[1] [2]
スーパーファミリーのメンバーは、特に7Sグロブリンや11Sグロブリン（それぞれビシリンやレグミンとも呼ばれる）などの種子貯蔵タンパク質がアレルギーに関与している。これらのタンパク質は、単子葉植物と双子葉植物の両方の種子に高濃度で存在し、通常の人間の食事の重要な成分である。
歴史
19 世紀末のトーマス・バー・オズボーンは、種子貯蔵タンパク質を溶解特性に基づいて体系的に研究した最初の人物でした。彼は、タンパク質を 4 つのクラスに分類しました。水溶性アルブミン、塩可溶性グロブリン (通常、沈降係数、S 値 (沈降平衡超遠心分離によって決定されるタンパク質質量の測定値) が約 7 スベドベルグ単位であるビシリン (したがって、一般名が 7S グロブリン) およびレグミン (11S))、アルコール/水溶性 (穀物) プロラミン、および 4 番目のクラスであるグルテリンは難溶性タンパク質で、現在は認識されておらず、低溶解性プロラミンまたはグロブリン貯蔵タンパク質と見なされています。グルテンはプロラミンの混合物、「グルテニン」と「グリアジン」で構成されています。オズボーンとイェール大学の同僚ラファイエット・メンデルは、近代栄養学の「創始者」と見なされています。
それ以前には、菌類Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) deBary が、1886 年に A. de Barry の Botan. Z. で初めて記載されたシュウ酸(シュウ酸塩) を分泌する生物でした。しかし、シュウ酸塩を分泌する菌類は穀物作物にとって大きな脅威ではないため、この相互作用についての研究は 100 年近く行われていませんでした。1980 年代初頭には、「germin」と呼ばれるタンパク質が発芽中の小麦胚で特定され、1990 年代初頭 (1992 年) には、シュウ酸塩基質を二酸化炭素と過酸化水素に変換するシュウ酸酸化酵素 (OXO) 活性を持つ酵素であることがわかりました。この最近の「germin」の発見のすぐ後に、「cupin スーパーファミリー」のタンパク質が発見されました。
分類
レグミンとビシリンは、進化の過程で共通の祖先、つまりシダの胞子に含まれるビシリンのようなタンパク質を共有しており、このタンパク質もレグミンの特徴をいくつか示しています。これらのタンパク質はそれぞれ、進化の過程で複製された単一遺伝子祖先からの進化を示す同等の「サブユニット」を含んでいます。植物酵素であるシュウ酸酸化酵素「非常に丈夫な小さなタンパク質」である「ジャーミン」{最初に発見され、大麦、トウモロコシ、オート麦、米、小麦などの「真の穀物」でのみ発生することが知られています}がそのような祖先であると示唆されました。この仮説は、7S および 11S グロブリンタンパク質のバランスのとれた含有量により植物性タンパク質のゴールドスタンダードであるマメ科植物の大豆タンパク質、その他の豆、疑似穀物のソバとキノア、カボチャの種、ココア、コーヒー、ナッツ、および 2 種類の穀物のオート麦と米などの食物タンパク質を含む種子貯蔵グロブリンの進化的ルーツの探求を刺激しました。
この探索により、新たな領域が明らかになりました。種子貯蔵グロブリンタンパク質 (7S および 11S) だけでなく、他の多くの非貯蔵植物タンパク質 (特にゲルミン (G-OXO)、ゲルミン様タンパク質 (GLP)) および微生物タンパク質は、高等植物のゲルミンおよびゲルミン様タンパク質内で最初に発見された、保存されたベータバレルフォールド ( cupa はラテン語で小さな樽の意味) に基づいて名付けられた「cupin スーパーファミリー」タンパク質と呼ばれる広大なタンパク質スーパーファミリーに属します。ゲルミンはモノクピンであり、7S および 11S はそれぞれビクピンです。これは、数千に及ぶ大規模で機能的に非常に多様なタンパク質の「スーパーファミリー」であり、共通の起源を持ち、細菌から動物や高等植物を含む真核生物までその進化をたどることができます。「Cupins」は、すべての種子植物 (種子を持つ植物) に存在する最も機能的に多様なタンパク質スーパーファミリーです。さらに、GLPは現在、穀物の発芽にのみ関連しているのではなく、生物的および非生物的ストレスに対する植物の反応に関与する、普遍的な植物タンパク質であることがわかっています。[3]「G-OXOとGLPは植物の万能タンパク質です」。[4]
「真の穀類」の胚芽は、クピン スーパーファミリーの「原型」メンバーとして知られていますが、空の樽や樽ではなく、6 つのモノマー サブユニットが 3 次元で包まれて樽の形を形成する「ジェリーロール」のゼリーロール フォールドと見なされます。この構造により、さまざまな「変性」剤に対するその驚くべき「難治性」の性質が説明されます。すべての胚芽は、熱、洗剤、極端な pH にさらされても驚くほど安定しており、広範囲の特異性タンパク質分解 (消化) 酵素に対する耐性があります。イネ科植物や穀類の種子貯蔵タンパク質は、植物アルブミン (2S) も含まれる同名のプロラミン スーパーファミリーに属します。穀類やイネ科植物に非常に特徴的なプロラミン種子貯蔵タンパク質は、ゼラチンと同じアミノ酸プロリンの含有量が高く、必須アミノ酸であるリジンの含有量が低いため、あまり栄養価が高いとは考えられていません。
ジャーミンは、小麦種子の発芽の初期段階で最初に特定されたため、その名前が付けられました。栽培された穀物、特に「六倍体」パン小麦（パスタの製造に使用される「デュラム」小麦とセモリナは四倍体）は、真菌病原体に対する耐性のために人間によって選択されました。何年も経ってから、ジャーミンには、侵入した真菌または他の微生物によって分泌される複酸であるシュウ酸の基質から「抗菌性」過酸化水素を生成するシュウ酸オキシダーゼ活性があることがわかりました。シュウ酸とカルシウム陽イオンの反応により、ヒトの「腎臓結石」の一種であるシュウ酸カルシウムが生成されます。驚くべきことに、シュウ酸はアスコルビン酸（ビタミンC）の代謝物であり、アスコルビン酸は植物におけるシュウ酸の直接の前駆体であることは強調する価値があります。
参考文献
- ^ Dunwell JM (1998). 「Cupins: ゲルミンと植物貯蔵タンパク質を含む機能的に多様なタンパク質の新しいスーパーファミリー」Biotechnology & Genetic Engineering Reviews . 15 : 1–32. doi : 10.1080/02648725.1998.10647950 . PMID 9573603.
- ^ Dunwell JM、Purvis A、Khuri S (2004 年 1 月)。「 Cupins : 最も機能的に多様なタンパク質スーパーファミリー?」。Phytochemistry。65 ( 1): 7–17。doi : 10.1016 /j.phytochem.2003.08.016。PMID 14697267 。
- ^ Dunwell J、Gibbings JG、Mahmood T 、 Saqlan Naqvi S (2008-09-01)。「Germin および Germin 様タンパク質: 進化、構造、機能」(PDF)。植物科学の批評的レビュー。27 (5): 342–375。doi :10.1080/07352680802333938。S2CID 83885115。
- ^ Bernier , François; Berna, Anne (2001 年 7 月)。「ゲルミンとゲルミン様タンパク質: 植物の万能タンパク質。しかし、それらは具体的に何をするのでしょうか?」植物生理学および生化学。39 (7–8): 545–554。doi :10.1016/S0981-9428(01)01285-2。
この記事にはパブリックドメインのPfamおよびInterPro : IPR013096からのテキストが組み込まれています。
この記事にはパブリックドメインのPfamおよびInterPro : IPR006045からのテキストが組み込まれています。
この記事にはパブリックドメインのPfamおよびInterPro : IPR009327からのテキストが組み込まれています。
この記事にはパブリックドメインのPfamおよびInterPro : IPR008579からのテキストが組み込まれています。
