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ジスルフィド結合 トピック削除
No.11316-TOPIC - 2023/03/29 (水) 17:05:06 - Cys
初歩的な質問で申し訳ございません。
ジスルフィド結合形成に関する質問です。
立体構造未知のタンパク質をAlphaFoldなどでホモロジーモデルを作成した場合、Pymolなどの構造ビューワーで表示させたとき、距離的にCysが近接している場合はジスルフィド結合を形成する可能性があると判断してよいのでしょうか。
それとも何か半定量的に判断できる指標などはあるのでしょうか。
よろしくお願いいたします。
 
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No.11316-5 - 2023/03/30 (木) 13:59:47 - WInter-8
2-MEさん、大変丁寧な説明ありがとうございます。概ねその通りです。


「結晶構造解析だけでは論文にならない」と言われて久しいです(最近であればクライオ電子顕微鏡解析でもそうです)。結晶構造が天然の状態と全く同じとは言い切れない&構造から機能を全て説明できるとは限らないからです。機能解析や変異導入実験を組み合わせてロジカルな考察を導くことで、読者やレビュアーを納得させることができます。

実際の結晶構造でもいろいろと言われるのですから、予測構造なら言うまでもないでしょう。

ただ、AlphaFold2の結果を 手がかり にすることは全く問題ありません。
アミノ酸配列上に複数あるCysから”当たり”を見つけるのには、有効な方法だと思います。
酵素の活性部位や複合体の相互作用部位を見つけるのにも良いでしょう。
使い方次第だと思います。

(無題) 削除/引用
No.11316-4 - 2023/03/30 (木) 09:48:23 - 2ME
SS結合の予測は、将来的に可能になるかもしれないが、現時点では研究の余地がある。SS結合形成において、Cysの近接性は必須条件であるが十分条件ではない。したがって質問に対する回答としては、可能性があるともないとも言える。

SS結合形成にはCysの近接性の他にも、局所的な酸化還元・pH環境、ポリペプチド鎖が置かれた全体の酸化還元・pH環境、PDI(protein disulfide isomerase)類やシャペロン類との相性、金属イオンの存在・濃度も関係する。そして何よりも、中間状態を考慮する必要がある。

おそらく質問者は、ポリペプチド鎖の翻訳が終了した最終的な3Dコンフォーメーションを想定してCysの近接性を考えていると思われるが、最終的な3Dコンフォーメーションを形成した後にSS結合ができるわけではないことに留意すべきである。

なぜなら、細胞内におけるタンパク質の翻訳というものは、リボゾームにおいてアミノ酸が順番にペプチド結合しながら刻々と鎖長を伸ばしていく過程であり、刻々と進行していくポリペプチド鎖の総体あるいは部分の自由エネルギーの安定性も刻々と変わっていく。そのため、ある瞬間に近接したCysが次の瞬間には離れてしまう可能性もある。その過程において、PDIなどの関与によってポリペプチド鎖はSS結合をシャッフリングしながら、自由エネルギーを全体的あるいは部分的に安定化させるようなコンフォーメーションをとる。

最終的なSS結合の位置が、一次配列から予想される3D構造におけるCysの近接性とは異なる箇所で生じる理由として、そのようなことも考えられる。したがって、最終的なSS結合の位置を予測するには、そうした刻々と変化する中間状態を考慮しなければならないだろう。

将来的には、これらの要素も含めたAI予測が可能になる時代が訪れるかもしれないが、現在は中間状態に関するデータが少ないため、一次配列だけではSS結合の予測が難しい。しかし、実験研究者であれば、タンパク質化学的な実験によってSS結合は概ね同定できる。現在の段階では、その方法が手っ取り早いと言えるのではないか。

……ということをWInter-8氏はおっしゃっておられるのでしょう。

(無題) 削除/引用
No.11316-3 - 2023/03/29 (水) 21:55:37 - WInter-8
>距離的にCysが近接している場合はジスルフィド結合を形成する可能性があると判断してよいのでしょうか。
”可能性がある”と判断しても良いです。そうでない可能性も十分あります。

>それとも何か半定量的に判断できる指標などはあるのでしょうか。
指標はありません。
あなたがwetな研究者であれば、実験的に確かめるのが手っ取り早いです。

(無題) 削除/引用
No.11316-2 - 2023/03/29 (水) 17:28:48 - toto
alphafoldではS-S結合は考慮されないので、Cysが近いからといってS-S作るとはかぎらないです。それでS-Sを作るタンパクの構造はあんまり正しく予測できません。

ジスルフィド結合 削除/引用
No.11316-1 - 2023/03/29 (水) 17:05:06 - Cys
初歩的な質問で申し訳ございません。
ジスルフィド結合形成に関する質問です。
立体構造未知のタンパク質をAlphaFoldなどでホモロジーモデルを作成した場合、Pymolなどの構造ビューワーで表示させたとき、距離的にCysが近接している場合はジスルフィド結合を形成する可能性があると判断してよいのでしょうか。
それとも何か半定量的に判断できる指標などはあるのでしょうか。
よろしくお願いいたします。

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