タンパク質のアミノ酸配列とそれをコードしている塩基配列が分かれば、そのタンパクの性質はどこまで明らかにすることができるのでしょうか?
 やはりタンパクの折りたたみのようすによって性質は変わるでしょうし、タンパクの基質特異性などが1次構造だけで分かるほど甘くはないように思います。やはりシャペロンとかプロテアーゼを調べる必要があるんですか?X線とか超高磁場のNMRを用いたりする必要なように感じます。
 タンパクの機能研究をしている人はどのように研究を進めるのか教えてください。

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A 回答 (3件)

私は構造屋なのですが、参考になれば・・・



taketaketakeoさんやatchingさんのおっしゃるように、配列だけでは膜蛋白質なのか水溶性蛋白質なのかくらいの予想にしかならんでしょう。
最近では、機能を研究している方々は構造解析をも目指しているようです(だいたいが結晶作りのようです)。
現状では、多くの蛋白質の研究が、機能解析->構造解析->構造-機能相関解析・・・という流れを目指しているのではないでしょうか。

おおざっぱにいえば、似たような配列であれば似たような機能を持つことが期待されますが、ほとんど異なる配列でも類似した機能を持ったり、アミノ酸一残基の違いでも異なる機能を持ったりする例はあります。
一概にはいえないのが現状ですね。

やはり重要なのは、高次構造です。
また現在のところ、機能を知ることは出来ても、その分子レベルでの活性機構が解明されているものはありません。
本当に知りたいのは、時間変化する動的な構造変化だからです。
最近では時間分解X線解析による蛋白質の活性構造の研究が行われてきていますが、結晶中と溶液中では中間体の構造が異なる例も報告されていますし、観測時の温度が生理条件とは異なることが多く、実際の生理条件下での変化を示しているかは保証されません。
私も、イオン強度や温度変化、また界面活性剤処理などで、蛋白質の二次構造が変化することを観測してます。
分子レベルでの活性機構の議論は、まだ多くの問題を含んでいます

また、有名な例としては、狂牛病のプリオンタンパクや、アルツハイマーのβアミロイドなど、同じアミノ酸配列でも、αヘリックスからβシート構造への二次構造変化によって、病気になることもあります。
やはり、このα->β変化の機構も明らかではありません。
高次構造構築の原理も不明なのです。
どうも一般的にβシート構造が安定なような気がしますが・・
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構造(動的構造も含む)がわかったときの応用例としては、やはり医薬が一番ではないのでしょうか。

よくやられているのは、活性部位の構造から阻害剤をモデリングして合成するというものです。結構結果がでているようです。
あとはタンパク質のデノボ合成でしょう。タンパク質の折り畳みに関する一般則みたいのができれば、こんな触媒をするタンパク質を作りたいというのがいとも簡単にできるようになります。
機能と活性相関では、やはり一番は結合部位の構造が注目されるところでしょう。活性測定もそうですが、基質とタンパク質の結合力をはかり、そのときの活性部位の形と基質の形に関して比較することによりどのアミノ酸慚愧が何の役に立っているかを考えることができます。ですからあくまでも推測の域を超えません。やっぱり分子の連続的な動きをみないと難しいでしょうね。
余談ですが、いま一分子での酵素活性測定などがはやっています。生物物理学の本にはよく載っていると思いますので、是非ご一読をおすすめします。
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アミノ酸配列をみてにらめっこして手も何もわからないでしょう。


まず最初は似たような配列を持つタンパク質を探します。かなりの割合で似ていれば、機能的にはそんなに異なることはないでしょう。
最近ではアミノ酸配列から立体構造を予測するのがかなり精度よくできるようにはなりましたが、基質特異性はやはり生化学的実験によるところが大きいです。
X線やNMRを用いる実験は生化学的実験からさらに奥深くタンパク質を考えていくときに必要だと思います。これら手法より解明された立体構造から、タンパク質を改変していく鍵を見つけていくわけです。
今はデータベースが充実してきた時代です。塩基配列でもアミノ酸配列でもわかれば、生化学実験をする前にも多くの情報を得ることができます。
もっと違う話が聞きたければ、補足願います。

この回答への補足

なるほどアミノ酸配列がわかっただけではほんのタンパク質機能解析の入り口に立ったくらいのものなんですね。なかなか奥が深そうです。
 ところで生化学的実験とは免疫染色だとか酵素活性測定などをすることなのでしょうか?生化学的実験によって機能がわかったとして、その機能はタンパク質のどのような構造に起因するのかということ(ryumuさんがおっしゃる構造-機能相関解析)はどのような実験によって明らかにされるのでしょうか?
 もしもその構造ー機能相関性がアミノ酸1残基、折りたたみの様子まで完璧に解明されれば応用面としてどのようなことが期待されるのでしょうか?
 

補足日時:2001/06/07 01:21
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 まあ、ぶっちゃけた話、人毛製の鬘(かつら)や毛皮、輸血用の血液などだってタンパク質なんですけどね。
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 酵素は、タンパク質です。こちらは、食品加工だけでなく、医薬品、化粧品、化学工業品、繊維製品の製造等いろいろな分野で用いられています。
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3 
 

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また、ネットで見つからないときはあなたが大学生であるなら、きっと手元にある「生化学」(ストライヤーやコーンスタンプなど)の本で調べましょう。酵素に関することは絶対に書いてあります。
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この質問自体おかしいのですよ。
まず、セリンプロテアーゼ自体が酵素ですから触媒です。触媒は生体触媒の場合はたんぱく質からできているのでもちろんアミノ残基をもちます。よって、「セリンプロテアーゼにある触媒なんですか?」ではなく、「セリンプロテアーゼ自体が触媒であり、触媒には直接基質とかかわりのなかったアミノ残基がある。」ただこれだけのことです。

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>水蒸気蒸留は一般に沸点が高いとか熱により酸化・分解する、水にほとんど溶けないような物質を分離する場合に使われることを考えると、

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>硫酸アンモニウムと強塩基を加えて直接バーナーで加熱して
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Q酵素の基質特異性と活性部位について

タイトルどおりですが、
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説明お願いします。

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酵素は、分子全体で働くというよりも、その一部で基質に働き掛けます。
基質と形状が合致する構造を持っているわけです。この、基質と合致する構造部分を、「活性部位」といいます。
そして、個々の酵素は、その「『活性部位』の形に合った基質」しか相手にできません。つまり、個々の酵素は、それぞれに決まった基質しか相手にしないのです。この性質のことを、「基質特異性」といいます。

良く使われる比喩で言います。

鍵(キー)は、あのギザギザの部分でドアを開けることができるので、ギザギザ部分が活性部位にあたります。キーのその他の部分(たとえば飾りの付いた頭の部分とか)はキーの、ドアを開けるという作用には無関係です。

そして、個々のキーは、決まったドアしか開けられません。
ドアが基質に当たりますが、ドアの鍵穴が、キーの「活性部位」とピッタリ合う場合に限って開けられます。

私のキーは私の自宅のドアを開けられますが、あなたのキーでは私の家のドアは開けられません。
私のキー<-->私の自宅のドア
あなたのキー<-->あなたの自宅のドア
という、決まった1対1の関係が成り立っているわけです。
この、対応関係が固定されているということが、基質特異性です。

酵素は、分子全体で働くというよりも、その一部で基質に働き掛けます。
基質と形状が合致する構造を持っているわけです。この、基質と合致する構造部分を、「活性部位」といいます。
そして、個々の酵素は、その「『活性部位』の形に合った基質」しか相手にできません。つまり、個々の酵素は、それぞれに決まった基質しか相手にしないのです。この性質のことを、「基質特異性」といいます。

良く使われる比喩で言います。

鍵(キー)は、あのギザギザの部分でドアを開けることができるので、ギザギザ部分が活性...続きを読む

Q食品中のタンパク質量の求め方

食品中に含まれるタンパク質量を求める方法を探しています。
ケルダール法以外の方法を知っていましたら、教えてください。
また、ミクロ法、セミミクロ法の違いを教えてくださるとうれしいです。
よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

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> ミクロ法、セミミクロ法の違い
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Qタンパク質は大きく分けて膜タンパク質と水溶性タンパク質がありますよね。

タンパク質は大きく分けて膜タンパク質と水溶性タンパク質がありますよね。

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なので、水溶性タンパク質の性質や特徴を教えて頂きたいです。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>タンパク質は大きく分けて膜タンパク質と水溶性タンパク質がありますよね。

大きく分けてと言いますが、別にそういう分け方は一般的ではないと思います。

まず、「水溶性タンパク質」という言い方は、タンパク質の化学的性質に着目した分類で
「膜タンパク質」はタンパク質が存在するところに着目した分類で、
共通の側面から行なった分類の方法では無いということをきちんと理解するべきです。

ただ、細胞膜は「油」で出来ているので、そこに局在しているタンパク質は「水に溶けない」性質のものが
多くあるので、膜タンパク質と言えば、何となく脂溶性(水溶性でない)タンパク質かな?と
玄人は連想できますが。

で、「膜タンパク質」は、そのタンパク質が機能する場所である膜に存在するタンパク質の総称なので、
調べると「膜でどのような機能を持っているタンパク質たちである」と本に書いてあると思いますが、
一方の「水溶性タンパク質」は化学的な性質を言ったものたので、どのようなタンパク質がと言われても
「水に溶ける」くらいしか共通点は挙げれません。
(っていうか水溶性と言っている時点でそれはわかることなので、いちいち解説する必要ないでしょ?)

つまり、何が言いたいかというと、
そういう分類は一般的じゃなく、もし、「膜タンパク質と水溶性タンパク質」に分ける人がいるとして、
その「水溶性タンパク質」と言っている人が、ある程度何かを想定して言っているはずだということです。

なので、その人に「何のことを指しているのか?」って聞くしかわからないのと、あとは
No1様のおっしゃるように自分で決めて調べるしか無いと思います。

>タンパク質は大きく分けて膜タンパク質と水溶性タンパク質がありますよね。

大きく分けてと言いますが、別にそういう分け方は一般的ではないと思います。

まず、「水溶性タンパク質」という言い方は、タンパク質の化学的性質に着目した分類で
「膜タンパク質」はタンパク質が存在するところに着目した分類で、
共通の側面から行なった分類の方法では無いということをきちんと理解するべきです。

ただ、細胞膜は「油」で出来ているので、そこに局在しているタンパク質は「水に溶けない」性質のものが
多くある...続きを読む


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