2020年3月18日 / 最終更新日時 : 2020年5月11日 Hiroshi Masuda 第1部 原始無生物環境における化学進化 17．郷通子のモジュール説 ”生命の起源”とモジュール説 私の「タンパク質ワールド」仮説―「ペプチドの段階的合成説」に基づいて短鎖ペプチドが天然タンパク質の原型であるという発想のきっかけになったのは、郷通子のヘモグロビン分子構築に関するモジュール説であった。私が帯広畜産大学の助手だった頃、同校で取り組んでいた大豆の根粒の研究で、根粒を指でつぶすと出てくる赤い汁がヘモグロビンであることを初めて知り、植物にもヘモ... 続きを読むにほんブログ村
2020年3月18日 / 最終更新日時 : 2020年4月8日 Hiroshi Masuda 第1部 原始無生物環境における化学進化 18．“個別短鎖ペプチド複合体獲得装置(仮称)” 獲得装置の創成 短鎖ペプチド複合体構造が一旦形成され有利な機能が獲得されると、それを絶えず再生産できるような機構がどうしても必要になってくる。私は、多様でそれぞれ固有の構造と機能をもつ短鎖ペプチド複合体が、試行錯誤の末に創生された場合、どの種類の短鎖ペプチド構成体がどのような配置をしたらどのような構造になり、それがどのような機能をもつかという独自の情報を、自らの構造の中に記憶していたに違いないと... 続きを読むにほんブログ村
2020年3月18日 / 最終更新日時 : 2020年4月9日 Hiroshi Masuda 第1部 原始無生物環境における化学進化 19．タンパク質の折り畳み機構 Anfinsenドグマには、「天然タンパク質の一次構造は高次構造形成をかなりの程度まで自律的に規定する情報をもっている」とある。このドグマに従えば、天然タンパク質であるかどうかは、可逆的に折り畳みがおきるかどうかを確認すればよいことになる。私がこの折り畳みの存在をはじめて知ったのは、Anfinsenらがノーベル化学賞を受賞した少し前頃であった。この不思議な現象について私なりに述べてみたい。 本題に... 続きを読むにほんブログ村
2020年3月18日 / 最終更新日時 : 2020年4月9日 Hiroshi Masuda 第1部 原始無生物環境における化学進化 20．折り畳み機構での極小自由エネルギー原理 天然タンパク質はエネルギーモデルによって、極小の自由エネルギーをもつ構造体として定義されている。この天然タンパク質の折り畳み機構を、極小自由エネルギー則の面から述べておこう。 天然タンパク質の折り畳みは、一次構造の折り畳みが最初から定まった経路を経て進行するのではなく、折り畳み開始時には多数の経路が存在している可能性があり、自由エネルギーが極小の状態を維持しながら折り畳みが進行し、しだいに可能性の... 続きを読むにほんブログ村
2020年3月18日 / 最終更新日時 : 2020年4月9日 Hiroshi Masuda 第1部 原始無生物環境における化学進化 21．エネルギー曲面 折り畳み過程でのエネルギー局面 ここまでタンパク質フォルデイングファンネルの概略について述べたが、折り畳み過程でのエネルギー曲面（energy landscape）は最初の構造が無秩序のため自由エネルギーの極小値が大きく、エントロピーも大きいが、構造が折り畳まれるに従い自由エネルギーが低下し、構造が秩序だってくることでエントロピーも小さくなる。ついには折り畳みが完結すると自由エネルギーもエントロ... 続きを読むにほんブログ村
2020年3月18日 / 最終更新日時 : 2020年4月9日 Hiroshi Masuda 第1部 原始無生物環境における化学進化 22．二次構造の構築原理 折り畳みの観点から見たタンパク質の構造 ここからは、タンパク質の構造を折り畳みの観点から述べることにする。タンパク質構造の一般的な性質として、構造の表面は相対的に親水性アミノ酸が多く、水分子との接触環境になっており、内部は疎水性アミノ酸が多く、構造の安定化に寄与する疎水的環境になっているといわれている。ただし、主鎖そのものは親水性アミノ酸であっても、ペプチド単位では水素結合の供与基であるNHが、... 続きを読むにほんブログ村
2020年3月18日 / 最終更新日時 : 2020年4月9日 Hiroshi Masuda 第1部 原始無生物環境における化学進化 23．モジュールとドメイン 天然タンパク質の構成単位として、モジュールやドメインなどの概念について述べておきたい。両者には明確な区別はなく、ともに遺伝子のエキソンと対応する構造と機能の単位である。アミノ酸残基数に違いがあるようで、モジュールは20～40個ほどの残基で、ドメインは通常50～200個ほどから構成される。遺伝子の関与が全くない原始前生物環境期では、短鎖ペプチド複合体形成過程の各段階を示しているにすぎず、いずれも固... 続きを読むにほんブログ村
2020年3月18日 / 最終更新日時 : 2020年4月9日 Hiroshi Masuda 第1部 原始無生物環境における化学進化 24．免疫グロブリン・スーパーファミリー 天然タンパク質構造は複雑系であるが、中には一部が共通した構造で構成されている一群のタンパク質がある。例えば、免疫グロブリンドメインには構造の一部が特徴的な二つのシステインが、数十個のアミノ酸をはさんでお互いに結合して生じる-S―S-ループ構造をもつ領域(免疫グロブリンドメイン)が存在する。このループドメインの数が異なることで、免疫に関係する受容体や接着分子など多様な分子が存在することになる。これ... 続きを読むにほんブログ村
2020年3月18日 / 最終更新日時 : 2020年4月26日 Hiroshi Masuda 第1部 原始無生物環境における化学進化 25．活性部位の機能獲得とエクソンシャッフリング 触媒作用とは 触媒反応の対象となる基質はほとんどが有機物質であり、自然環境で常に不安定で、徐々にいろんな物質に変化する可能性をもっている。この構造的に不安定な基質が徐々に変化するのを、巧妙に適切な非共有結合を利用しながら、この化学変化を著しく増幅させることを触媒作用という。この触媒機能を持つもののほとんどが、タンパク質や短鎖ペプチド複合体であると考えられる。 酵素タンパクの起源 酵素タンパクの... 続きを読むにほんブログ村
2020年3月18日 / 最終更新日時 : 2020年4月9日 Hiroshi Masuda 第1部 原始無生物環境における化学進化 26．セクターの概念と閂のような基質特異性との関係 基質特異性 あるタンパク質が酵素であるか抗体であるか、または認識タンパク質であるかを決めるには、例えば酵素でいえば基質特異性を決定すればよい。もしこの基質特異性が崩壊してしまうと、その酵素の存在意義が全く失われ、それを失った酵素の遺伝子は変質して転写されなくなったり、機能をもつ産物をコードしない偽遺伝子となってしまう。言うならば、タンパク質に基質特異性という特殊な閂がかかると、酵素のアイデンティ... 続きを読むにほんブログ村
