超二次構造

超二次構造は、タンパク質ドメインまたはサブユニットよりも小さい二次構造のいくつかの隣接する要素からなるコンパクトな 3 次元タンパク質構造です。超二次構造は、タンパク質の折り畳みプロセスで核形成として機能します。

ヘリックスヘアピンは、アルファ-アルファヘアピンとも呼ばれ、2つ以上の残基のループで接続された2つの反平行アルファヘリックスで構成されています。その名の通り、ヘアピンに似ています。ループが長いほど、可能なコンフォメーションの数が多くなります。短いストランドでヘリックスが接続されている場合、個々のヘリックスは疎水性残基を介して一緒に詰め込まれます。ヘリックスヘアピンの機能は不明ですが、4ヘリックスバンドルは2つのヘリックスヘアピンで構成され、重要なリガンド結合部位があります。^[1]

ヘリックスコーナーは、アルファ-アルファコーナーとも呼ばれ、互いにほぼ直角に交わる2つのアルファヘリックスが短い「ループ」でつながっている。このループは疎水性残基から形成される。ヘリックスコーナーの機能は不明である。^[1]

ヘリックス-ループ-ヘリックス構造は、2つのヘリックスが「ループ」でつながっている。これはかなり一般的で、通常はリガンドと結合する。例えば、カルシウムはヘリックス間のループ領域内の側鎖のカルボキシル基と結合する。 ^[1]

ヘリックス・ターン・ヘリックスモチーフはDNA結合に重要であり、多くのDNA結合タンパク質に含まれています。^[1]

ベータ ヘアピンは、ループで接続された 2 つの逆平行ベータ ストランドで構成される一般的なスーパーセカンダリ モチーフです。この構造はヘアピンに似ており、球状タンパク質によく見られます。

ベータ鎖間のループは、2 から 16 残基の範囲です。ただし、ほとんどのループには 7 残基未満が含まれます。^[2] 2、3、または 4 残基のループを持つベータヘアピンの残基は、明確な構造を持っています。ただし、より長いループでは、さまざまな構造が見られ、これは「ランダムコイル」と呼ばれることもあります。ベータメアンダーは、ヘアピンでリンクされた連続した反平行ベータ鎖で構成されています。 [ ^3]

2つの残基のループはベータターンまたは逆ターンと呼ばれます。タイプI'とタイプII'の逆ターンは、タイプIとタイプIIのターンよりも立体障害が少ないため、最も頻繁に発生します。ベータヘアピンの機能は不明です。^[2]

ベータヘアピンは、互いに約90度の角度をなす2本の反平行ベータ鎖を持つ。ベータヘアピンが方向を変えることで形成され、一方の鎖にはグリシン残基が、もう一方の鎖にはベータバルジがある。ベータコーナーの機能はわかっていない。^[2]

ギリシャの鍵モチーフには4 つの特徴があります。

1. 連続的に接続された 4 つのベータ ストランドは隣接していますが、必ずしも幾何学的に揃っているわけではありません。
2. ベータシートは反平行であり、交互に同じ方向にストランドが走っています。
3. 最初の鎖と最後の鎖は隣接しており、水素結合によって結合しています。
4. 接続ループは長くなり、他の二次構造が含まれる場合があります。

ギリシャの鍵モチーフは、その構造がギリシャの壷に見られる模様に似ていることからその名が付けられました。このモチーフの機能はわかっていません。

β シート(複数の水素結合した個々の β ストランドで構成) は、二次構造または超二次構造と見なされることがあります。

ベータ-アルファ-ベータ モチーフは、ループを介してアルファ ヘリックスによって結合された 2 つのベータ ストランドで構成されています。ベータ ストランドは平行で、ヘリックスもストランドとほぼ平行です。この構造は、平行ストランドを持つほぼすべてのタンパク質で見られます。ベータ ストランドとアルファ ヘリックスを接続するループは長さが異なり、多くの場合、リガンドに結合します。

ベータ-アルファ-ベータヘリックスは左巻きでも右巻きでも構いません。ベータストランドのN末端側から見ると、一方のストランドがもう一方のストランドの上にあるため、左巻きのベータ-アルファ-ベータモチーフでは、ベータストランドの左側にアルファヘリックスがあります。より一般的な右巻きのモチーフでは、ベータストランドを含む平面の右側にアルファヘリックスがあります。^[4]

ロスマンフォールドはマイケル・ロスマンにちなんで名付けられ、3つのβ鎖と2つのヘリックスが交互にβ鎖、ヘリックス、β鎖、ヘリックス、β鎖で構成されています。このモチーフは、タンパク質内の鎖の方向を反転させる傾向があります。ロスマンフォールドは、ほとんどの脱水素酵素内でNADなどのヌクレオチドを結合するという重要な生物学的機能を持っています。^[4]

• タンパク質の折り畳み
• 二次構造
• 構造モチーフ

• Chiang YS、Gelfand TI、Kister AE、 Gelfand IM (2007)。「サンドイッチ状タンパク質の超二次構造の新しい分類により、ストランド集合の厳密なパターンが明らかになる」。タンパク質。68 ( 4 ): 915–921。doi :10.1002/prot.21473。PMID 17557333  。