小さなタンパク質

小タンパク質は多様な折り畳み構造のタンパク質（通常は100アミノ酸未満）である。^[1]^[2]^[3]その三次構造は通常、ジスルフィド結合、^[4] 金属リガンド、^[5]および/またはヘムなどの補因子によって維持される。一部の小タンパク質は特定の酵素と直接相互作用することで重要な調節機能を果たすため、微生物におけるバイオテクノロジーへの応用にも興味深いツールとなっている。^[6]

小さなタンパク質の同定

小さなタンパク質はサイズが小さいため、長い間、その識別と特性評価が制限されてきました。しかし、機能性のさまざまな例により、タンパク質を識別する方法が開発されました。

より大きなORFの場合、計算による同定は、それらの長く途切れないコーディングの可能性のみに基づいています。小さなタンパク質の計算による検索では、リボソーム結合部位の存在やアミノ酸の保存など、複数のパラメータが考慮されます。^{[7]利用可能な} RNA配列または質量分析データセットも計算予測に組み込まれます。^[8]^[9]

小さなタンパク質の同定に広く使用されている方法は、リボソームプロファイリング（リボシークまたはリボソームフットプリント）です。リボソームプロファイリングは次世代シークエンシングを使用し、リボソームによって保護されたmRNA配列のみをターゲットにします。mRNAへのリボソームの結合は転写が活発に翻訳されていることを示唆しており、非常に小さなORFでも同定できます。^[10]

質量分析は、これまでのところ小さなタンパク質を識別するための最良の方法ですが、そのサイズが障壁となっています。ただし、検出とデータ品質を向上させるためにいくつかの調整を行うことができます。^[11]

参照

参考文献

^ Kihara D, Skolnick J (2003 年 12 月). 「PDB は小さなタンパク質構造を網羅する集合体です」. Journal of Molecular Biology . 334 (4): 793–802. CiteSeerX 10.1.1.333.477 . doi :10.1016/j.jmb.2003.10.027. PMID 14636603.
^ Su M、Ling Y、 Yu J、Wu J、Xiao J (2013 年 12 月)。「小さなタンパク質: 生物学的に重要な可能性のある未開拓の領域」。Frontiers in Genetics。4 : 286。doi : 10.3389 / fgene.2013.00286。PMC 3864261。PMID 24379829 。
^ Storz G, Wolf YI, Ramamurthi KS (2014-06-02). 「小さなタンパク質はもはや無視できない」. Annual Review of Biochemistry . 83 (1): 753–77. doi :10.1146/annurev-biochem-070611-102400. PMC 4166647. PMID 24606146 .
^ Cheek S、Krishna SS、Grishin NV (2006 年5 月)。「小さなジスルフィドリッチタンパク質ドメインの構造分類」。Journal of Molecular Biology。359 ( 1): 215–37。doi : 10.1016 /j.jmb.2006.03.017。PMID 16618491 。
^ Berg, JM (1990年4月). 「亜鉛フィンガーとその他の金属結合ドメイン。高分子間の相互作用の要素」. The Journal of Biological Chemistry . 265 (12): 6513–6. doi : 10.1016/S0021-9258(19)39172-0 . PMID 2108957. 2022年5月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。
^ Brandenburg F, Klähn S (2020). 「小さくても賢い：シアノバクテリアの代謝調節における小さなタンパク質の多様な役割について」. Life . 10 (12): 322. Bibcode : 2020Life...10..322B. doi : 10.3390/life10120322 . PMC 7760959. PMID 33271798.
^ Richardson, EJ; Watson, M. (2012-03-09). 「細菌ゲノムの自動注釈」. Briefings in Bioinformatics . 14 (1): 1–12. doi :10.1093/bib/bbs007. ISSN 1467-5463. PMC 3548604. PMID 22408191 .
^ Sberro, Hila; Fremin, Brayon J.; Zlitni, Soumaya; Edfors, Fredrik; Greenfield, Nicholas; Snyder, Michael P.; Pavlopoulos, Georgios A.; Kyrpides, Nikos C.; Bhatt, Ami S. (2019-08-22). 「ヒトマイクロバイオームの大規模解析により数千の小さな新規遺伝子が明らかに」. Cell . 178 (5): 1245–1259.e14. doi :10.1016/j.cell.2019.07.016. ISSN 0092-8674. PMC 6764417 . PMID 31402174.
^ ミラヴェ＝ヴェルデ、サミュエル;フェラー、トニー。エスパーダス・ガルシア、グアダルーペ。マッツォリーニ、ロッコ。ガーラブ、アナス。サビド、エドゥアルド。セラーノ、ルイス。マリア・リュッホ・セナール（2019）。「細菌ゲノムの小さなタンパク質の隠された世界を解明する」。分子システム生物学。15 (2): e8290。土井：10.15252/msb.20188290。ISSN 1744-4292。PMC 6385055。PMID 30796087。
^ Ingolia, Nicholas T.; Brar, Gloria A.; Rouskin, Silvia; McGeachy, Anna M.; Weissman, Jonathan S. (2012). 「リボソーム保護mRNA断片のディープシーケンシングによるin vivo翻訳モニタリングのためのリボソームプロファイリング戦略」Nature Protocols . 7 (8): 1534–1550. doi :10.1038/nprot.2012.086. ISSN 1750-2799. PMC 3535016. PMID 22836135 .
^ Ahrens, Christian H.; Wade, Joseph T.; Champion, Matthew M.; Langer, Julian D. (2022-01-18). Henkin, Tina M. (ed.). 「質量分析法を用いた低分子タンパク質の発見と特性評価の実践ガイド」. Journal of Bacteriology . 204 (1): e00353–21. doi :10.1128/jb.00353-21. ISSN 0021-9193. PMC 8765459 . PMID 34748388.

[1] Kihara D, Skolnick J (2003 年 12 月). 「PDB は小さなタンパク質構造を網羅する集合体です」. Journal of Molecular Biology . 334 (4): 793–802. CiteSeerX 10.1.1.333.477 . doi :10.1016/j.jmb.2003.10.027. PMID 14636603.

[2] ^ Su M、Ling Y、 Yu J、Wu J、Xiao J (2013 年 12 月)。「小さなタンパク質: 生物学的に重要な可能性のある未開拓の領域」。Frontiers in Genetics。4 : 286。doi : 10.3389 / fgene.2013.00286。PMC 3864261。PMID 24379829 。

[3] Storz G, Wolf YI, Ramamurthi KS (2014-06-02). 「小さなタンパク質はもはや無視できない」. Annual Review of Biochemistry . 83 (1): 753–77. doi :10.1146/annurev-biochem-070611-102400. PMC 4166647. PMID 24606146 .

[4] ^ Cheek S、Krishna SS、Grishin NV (2006 年5 月)。「小さなジスルフィドリッチタンパク質ドメインの構造分類」。Journal of Molecular Biology。359 ( 1): 215–37。doi : 10.1016 /j.jmb.2006.03.017。PMID 16618491 。

[:0-5] Berg, JM (1990年4月). 「亜鉛フィンガーとその他の金属結合ドメイン。高分子間の相互作用の要素」. The Journal of Biological Chemistry . 265 (12): 6513–6. doi : 10.1016/S0021-9258(19)39172-0 . PMID 2108957. 2022年5月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。

[6] Brandenburg F, Klähn S (2020). 「小さくても賢い：シアノバクテリアの代謝調節における小さなタンパク質の多様な役割について」. Life . 10 (12): 322. Bibcode : 2020Life...10..322B. doi : 10.3390/life10120322 . PMC 7760959. PMID 33271798.

[7] Richardson, EJ; Watson, M. (2012-03-09). 「細菌ゲノムの自動注釈」. Briefings in Bioinformatics . 14 (1): 1–12. doi :10.1093/bib/bbs007. ISSN 1467-5463. PMC 3548604. PMID 22408191 .

[8] Sberro, Hila; Fremin, Brayon J.; Zlitni, Soumaya; Edfors, Fredrik; Greenfield, Nicholas; Snyder, Michael P.; Pavlopoulos, Georgios A.; Kyrpides, Nikos C.; Bhatt, Ami S. (2019-08-22). 「ヒトマイクロバイオームの大規模解析により数千の小さな新規遺伝子が明らかに」. Cell . 178 (5): 1245–1259.e14. doi :10.1016/j.cell.2019.07.016. ISSN 0092-8674. PMC 6764417 . PMID 31402174.

[9] ミラヴェ＝ヴェルデ、サミュエル;フェラー、トニー。エスパーダス・ガルシア、グアダルーペ。マッツォリーニ、ロッコ。ガーラブ、アナス。サビド、エドゥアルド。セラーノ、ルイス。マリア・リュッホ・セナール（2019）。「細菌ゲノムの小さなタンパク質の隠された世界を解明する」。分子システム生物学。15 (2): e8290。土井：10.15252/msb.20188290。ISSN 1744-4292。PMC 6385055。PMID 30796087。

[10] Ingolia, Nicholas T.; Brar, Gloria A.; Rouskin, Silvia; McGeachy, Anna M.; Weissman, Jonathan S. (2012). 「リボソーム保護mRNA断片のディープシーケンシングによるin vivo翻訳モニタリングのためのリボソームプロファイリング戦略」Nature Protocols . 7 (8): 1534–1550. doi :10.1038/nprot.2012.086. ISSN 1750-2799. PMC 3535016. PMID 22836135 .

[11] Ahrens, Christian H.; Wade, Joseph T.; Champion, Matthew M.; Langer, Julian D. (2022-01-18). Henkin, Tina M. (ed.). 「質量分析法を用いた低分子タンパク質の発見と特性評価の実践ガイド」. Journal of Bacteriology . 204 (1): e00353–21. doi :10.1128/jb.00353-21. ISSN 0021-9193. PMC 8765459 . PMID 34748388.