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分子生物学では、タンパク質フォールドクラスはタンパク質の三次構造トポロジーの広範なカテゴリです。これらは、類似したアミノ酸と二次構造の比率を共有するタンパク質のグループを表します。各クラスには、複数の独立したタンパク質スーパーファミリーが含まれます（つまり、必ずしも進化的に互いに関連しているわけではありません）。 [1] [2] [3]
一般的に認められているクラス
2 つの主要な構造分類データベース ( SCOPとCATH )によって一般的に合意されている 4 つの大きなタンパク質クラス。
オールα
全αタンパク質は、二次構造がαヘリックスのみで構成されている構造ドメインの一種であり、周辺部に 孤立したβシートがいくつか存在する可能性がある。
一般的な例としては、ブロモドメイン、グロビンフォールド、s などがあります。
オールβ
全βタンパク質は、周辺の いくつかの孤立したαヘリックスを除いて、二次構造が完全にβシートで構成されている構造ドメインのクラスです。
一般的な例としては、SH3 ドメイン、ベータプロペラドメイン、免疫グロブリンフォールド、B3 DNA 結合ドメインなどが挙げられます。
α+β
α+βタンパク質は、二次構造がバックボーンに沿って別々に発生するαヘリックスとβストランドで構成されている構造ドメインの一種である。そのため、 βストランドはほとんどが反平行である。[4]
一般的な例としては、フェレドキシンフォールド、リボヌクレアーゼ A、SH2 ドメインなどが挙げられます。
α/β
α/βタンパク質は、二次構造がバックボーンに沿って交互に並んだαヘリックスとβストランドから構成される構造ドメインの一種である。そのため、 βストランドはほとんど平行である。[4]
一般的な例としては、フラボドキシンフォールド、TIM バレル、リボヌクレアーゼ阻害剤などのロイシンリッチリピート (LRR) タンパク質が挙げられます。
追加クラス
膜タンパク質
膜タンパク質は、生体膜に挿入されるか、共有結合した脂質を介して繋がれることで生体膜と相互作用する。可溶性球状タンパク質、繊維状タンパク質、無秩序タンパク質とともに、一般的なタンパク質の一種である。[5]現代の医薬品の50%以上が膜タンパク質を標的としている。[6]ほとんどのゲノム中の遺伝子の20～30%が膜タンパク質をコードすると推定されている。[7]
本質的に無秩序なタンパク質
本質的に無秩序なタンパク質は、固定された、または秩序だった三次元構造を欠いている。[8] [9] [10] IDPは、完全に構造化されていない状態から部分的に構造化された状態までの範囲をカバーし、ランダムコイル、（プレ）モルテングロビュール、柔軟なリンカーで接続された大きなマルチドメインタンパク質などが含まれます。それらは、（球状タンパク質、繊維状タンパク質、膜タンパク質とともに）タンパク質の主要なタイプの1つを構成します。 [5]
コイルドコイルタンパク質
コイルドコイルタンパク質は、細胞外マトリックスに含まれる長い不溶性繊維を形成します。ケラチン、コラーゲン、エラスチン、フィブロインなど、多くの硬タンパク質スーパーファミリーがあります。このようなタンパク質の役割には、保護と支持、結合組織、腱、骨マトリックス、筋繊維の形成などがあります。
小さなタンパク質
小さなタンパク質は、通常、ジスルフィド結合（システインに富むタンパク質）、金属リガンド（金属結合タンパク質）、およびヘムなどの補因子によって維持される三次構造を持っています。
設計されたタンパク質
多くのタンパク質構造は合理的設計の結果であり、自然界には存在しません。タンパク質は、ゼロから設計することも ( de novo設計)、既知のタンパク質構造とその配列に基づいて計算されたバリエーションを作成することによって設計することもできます (タンパク質の再設計として知られています)。合理的タンパク質設計アプローチでは、特定の構造に折り畳まれるタンパク質配列の予測を行います。これらの予測された配列は、ペプチド合成、部位特異的変異誘発、人工遺伝子合成などの方法を通じて実験的に検証できます。
参照
- タンパク質スーパーファミリー
- SCOPデータベース
- CATHデータベース
- FSSPデータベース
参考文献
- ^ Hubbard, Tim JP; Murzin, Alexey G.; Brenner, Steven E.; Chothia, Cyrus (1997-01-01). 「SCOP: タンパク質の構造分類データベース」. Nucleic Acids Research . 25 (1): 236– 239. doi :10.1093/nar/25.1.236. ISSN 0305-1048. PMC 146380. PMID 9016544 .
- ^ Greene, Lesley H.; Lewis, Tony E.; Addou, Sarah; Cuff, Alison; Dallman, Tim; Dibley, Mark; Redfern, Oliver; Pearl, Frances; Nambudiry, Rekha (2007-01-01). 「CATH ドメイン構造データベース: 新しいプロトコルと分類レベルにより、進化を探索するためのより包括的なリソースが提供されます」。Nucleic Acids Research . 35 (suppl 1): D291 – D297 . doi :10.1093/nar/gkl959. ISSN 0305-1048. PMC 1751535 . PMID 17135200.
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