RNA結合ドメインの3回繰り返し構造を持つタンパク質におけるドメイン構造の進化

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RNAと結合・相互作用するタンパク質の多くが、RNA結合ドメインと呼ばれる共通のアミノ酸配列を、しばしば繰り返し配列として持つ。本研究の代表者(小林薫 通称 深海薫)により既に、RNA結合タンパク質が持つRNA結合ドメインの1、2、4回繰り返し構造の確率時期が、タンパク質の機能の確立時期と非常によい対応を示すことが明らかにされている。本研究はRNA結合ドメインを3回繰り返して持つタンパク質において、ドメイン構造のレベルでのタンパク質進化の道筋を明らかにすることが目的で行われた。まず、RNA結合ドメインを3回繰り返して持っているタンパク質のアミノ酸配列を、配列データベース・文献から集めた。集められたタンパク質には、発現パターンに組織特異性や発生段階特異性を示すものが多かった。以前解析を行った、RNA結合ドメインを1、2、4、回繰り返して持っているタンパク質が、主として細胞内に恒常的に存在するものであったのに対し、大きく異なる結果を得た。次に、集められたタンパク質のRNA結合ドメインから系統樹を作成した。得られた系統関係から、解析に用いたタンパク質のRNA結合ドメイン3回繰り返し構造は、3回繰り返し構造を持っていた一祖先タンパク質に由来することがわかった。また3つのRNA結合ドメインのうち、N端側から数えて1番目・2番目のドメイン間の分岐時期より、それらと3番目のドメインとの間の分岐時期がはるかに古いこともわかった。RNA結合ドメインを4回繰り返して持っているタンパク質ではドメイン間の分岐時期がほぼ同じであったのと比べ、この点でも今までの解析では得られなかった新たな結果を得た。