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| 真核生物ペプチド鎖放出因子 GTP 結合サブユニット | |||||||
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| 識別子 | |||||||
| 生物 | |||||||
| シンボル | サス35 | ||||||
| エントレズ | 851752 | ||||||
| ホモロ遺伝子 | 68226 | ||||||
| RefSeq (mRNA) | NM_001180479.3 | ||||||
| RefSeq (プロテイン) | NP_010457.3 | ||||||
| ユニプロット | P05453 | ||||||
| その他のデータ | |||||||
| 染色体 | IV: 0.81 - 0.81 メガバイト | ||||||
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Sup35pは、サッカロミセス・セレビシエ（酵母）の真核生物 翻訳 解放因子です。より具体的には、酵母真核生物解放因子3（eRF3）であり、eRF1（酵母ではSup45p ）と翻訳終結複合体を形成します。この複合体は、リボソームが終止コドンに遭遇したときに新生ポリペプチド鎖を認識し、その解放を触媒します。eRF1 は終止コドンを認識しますが、eRF3 は GTP 加水分解を介してポリペプチド鎖の解放を促進します。
機能の部分的な喪失はナンセンス抑制をもたらし、終止コドンが無視され、カルボキシル末端が延長したタンパク質が異常に合成されます。機能の完全な喪失は致命的です。
歴史
Sup35p は1994 年にReed Wicknerによってプリオンの形で増殖することが示されました。このため、このタンパク質は熱心に研究されています。酵母細胞がプリオン状態の Sup35p を保有する場合、結果として生じる表現型は [PSI+] として知られています。[PSI+] 細胞では、Sup35p は増殖して娘細胞に受け継がれるアミロイド状態で存在します。その結果、可溶性および機能性タンパク質が減少し、ナンセンス抑制 (終止コドンの翻訳リードスルー) の率が高まります。
遺伝子の過剰発現は[Psi+]構造を誘導することが示されています。
進化的容量
いくつかの学術論文では、[PSI+] と [psi-](プリオンフリー) 状態間の相互変換能力が進化上の利点をもたらすと示唆されていますが、これは依然として多くの議論が続いている分野です。
スーザン・リンドクイストは、酵母の同質遺伝子集団が、Sup35p のプリオン型か非プリオン型かによって異なる表現型を発現できることを示した。彼女は、異なる遺伝的背景を持つ 7 株の酵母を、マッチした [PSI+] 株と [psi-] 株とともに、さまざまなストレス条件下で培養する実験を行った。 [1]場合によっては、[PSI+] バージョンの方が速く成長し、他の場合には [psi-] の方が速く成長した。彼女は、[PSI+] が進化的コンデンサーとして機能し、ストレス時に自然集団の潜在的遺伝的変異を解放して適応を促進する可能性があると提唱した。この変異は、酵母でインフレーム損失率が高い終止コドンの先にあると考えられる。[2]数学モデルは、[PSI+] がこの機能のために進化した可能性があることを示唆している。[3]
身体的特徴
Sup 35 にはカルボキシル末端領域 ( C 末端) が含まれており、これが翻訳終結活性を担っています。タンパク質のアミノ末端 ( N 末端) 領域は、構造に応じて交互に折り畳まれる役割を担っています。中間 (m) ドメインの機能は不明です。これらの N 領域と M 領域の機能を決定するために、スーザン・リンドクイストの実験では、2 つの株が、N 領域と M 領域を含まない Sup35p のバージョンを生成するように操作されました。[4]
Sup35pタンパク質は685アミノ酸長である。[5] C末端にはオリゴペプチド反復配列PQGGYQQ-YNの5つの完全な反復と1つの不完全な反復が含まれている。遺伝子の改変バージョンでは、この配列の反復が多いほど、タンパク質が[Psi+]構造をとる傾向があることがわかっている。実際、2つの反復（R2）を追加すると、[Psi-]から[Psi+]への変換が5000倍速くなる。[4]遺伝子Sup35pの変異体優性バージョンであるPMN2では、2番目の反復でグリシンがアスパラギン酸に置換されている。結果として生じる表現型は、[Psi+]構造を維持する能力の欠如である。
N 末端にはグルタミン/アスパラギンが多く含まれており、その割合は 43% です。一方、平均的な酵母タンパク質には 9% しか含まれていません。N 末端は 114 アミノ酸から成り、プリオン形成ドメイン (PrD) と呼ばれています。Sup35p 遺伝子の過剰発現は [Psi+] につながる可能性があります。
N末端とM末端、そしてC末端の両方がSup45pへの結合部位を形成し、合計2つとなる。また、Sup45pに結合すると、[psi+]タンパク質が凝集してプリオンを形成する可能性がある。[6]
アデニン経路
[psi-] と [psi+] の表現型の違いは、細胞のアデニン生成能力が改変されたときに明らかになります。酵母のアデニン経路の前駆体である P-リボシルアミノイミダゾール (AIR) の蓄積により、酵母コロニーに肉眼で見える赤い色素が生成されます。ナンセンス変異が遺伝子 ADE 2 または ADE 1 (経路に関与する酵素) の中央にある同質遺伝子株では、[psi-] 株にはそれぞれ P-リボシルアミノイミダゾール (AIR) または P-リボシルアミノイミダゾールカルボキシレート (CAIR) が蓄積します。CAIR は次の前駆体への触媒酵素が存在しない場合は AIR に戻るため、どちらの変異でも [psi-] 株は赤色になります。[psi+] 株は、同じナンセンス変異を受けても白く見えます。したがって、[psi+]のeRF3は機能していないと推測される。[7]
この現象は、[psi-] 株の eRF3 がリボソームを効果的に切断できるため、酵素が適切に合成されないためです。ただし、[psi+] 株では、酵素が十分に合成されるため、経路は依然としてアデニンを正常に生成します。
参照
参考文献
- ^ True HL、Lindquist SL (2000 年 9 月)。「酵母プリオンは遺伝的変異と表現型の多様性のメカニズムを提供する」。Nature . 407 ( 6803): 477–83。Bibcode :2000Natur.407..477T。doi : 10.1038/35035005。PMID 11028992。S2CID 4411231 。
- ^ Giacomelli M 、 Hancock AS、Masel J (2007)。「3′ UTRのコーディング領域への変換」。分子生物学と進化。24 (2): 457–464。doi : 10.1093/molbev/msl172。PMC 1808353。PMID 17099057。
- ^ Masel J、 Bergman A (2003)。「酵母プリオン[PSI+]の進化特性の進化」。進化。57 ( 7 ) :1498–1512。doi :10.1111/j.0014-3820.2003.tb00358.x。PMID 12940355。S2CID 30954684。
- ^ ab Parham SN、Resende CG、Tuite MF (2001 年 5 月)。「酵母タンパク質 Sup35p のオリゴペプチド繰り返しが分子間プリオン相互作用を安定化する」。The EMBO Journal。20 ( 9 ) : 2111–9。doi :10.1093/emboj/20.9.2111。PMC 125439。PMID 11331577。
- ^ 「Sup35p [Saccharomyces cerevisiae]」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ Paushkin SV、Kushnirov VV、Smirnov VN、Ter-Avanesyan MD (1997 年 5 月)。「酵母 Sup45p (eRF1) と Sup35p (eRF3) ポリペプチド鎖放出因子の相互作用: プリオン依存性調節への影響」。分子 細胞生物学。17 (5): 2798–805。doi :10.1128/ mcb.17.5.2798。PMC 232131。PMID 9111351。
- ^ Montelone BA (2009 年 12 月 24 日)。「よくある質問 - 酵母菌株」。カンザス州立大学物理学部。