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膜タンパク質と分泌タンパク質のシグナルペプチドの違い トピック削除
No.12552-TOPIC - 2024/08/31 (土) 11:36:02 - ああ
いつもお世話になっております。シグナルペプチドについてお伺いさせてください。
シグナルペプチドは小胞体への輸送シグナルであり、形質膜への輸送か分泌かを決めるのは膜貫通ドメインなどの別のシグナルであると理解しているのですが、実際に使用されているケースをみると膜タンパク質の発現のためのシグナルペプチドは膜タンパク質由来のもの(CD3など)、分泌タンパク質の発現のためのシグナルペプチドは分泌タンパク質由来のもの(アルブミンやIL-2など)を使っているケースが多く見受けられます。膜タンパク質由来と分泌タンパク質由来のシグナルペプチドで、何か機能に違いはあるのかご存じの方はいらっしゃいますでしょうか?
 
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(無題) 削除/引用
No.12552-9 - 2024/09/02 (月) 15:21:29 - toto
スレ主の回答を読んでようやく質問の意味がだいぶ(not完全)わかったのですが、これはおそらくI型の膜タンパクのことですね?これに関しては、膜蛋白質のシグナルペプチドも分泌タンパクのも等価で、入れ替えて使えます。一般的に、高発現な人工的な分泌タンパクを作る場合には、translocation efficiencyとシグナルペプチド(SP)切断効率の2つが高くて、つまりよく同定されているものを用います。それぞれのシグナルペプチドによって、両方のパラメータは異なります。特にSP切断については注意が必要で、切断周辺の配列も重要になってきます。
II型以降の膜アンカー配列については、複雑ですが、基本的にI型のSPとは異なります。

(無題) 削除/引用
No.12552-8 - 2024/09/02 (月) 12:04:01 - あ
本来のシグナルペプチドを使うのがセオリーですが、IL-2のシグナルペプチドは多く分泌させることができることがわかっているので、遺伝子組み換えタンパク質を高発現させたい時に使います。

(無題) 削除/引用
No.12552-7 - 2024/09/02 (月) 04:22:43 - ああ
皆様ご回答いただきありがとうございます。


>>えーっと、その前に。分泌させようとするタンパクにわざわざ膜に留まるタンパクのシグナルペプチドをつけようと言う発想になる理由があるとしたらなんだろうと思う。ただ、メカニズムなどの追求とかでそう言った事をやっているかもしれないので調べてみたい気がする。

これはどちらかというとメカニズム的な興味から質問させていただきました。個人的な印象では分泌系のほうが荷電アミノ酸を含むパターンが多いかなという気はしていたのですがあまり通説を見たことがなかったもので。
また、普段は分泌タンパク質と膜タンパク質で別のシグナルペプチドを利用しているのですが、膜タンパク質のシグナル配列で非常に強い発現を誘導できるものがあったので、分泌タンパク質にも使えるかなと思い気になったという経緯です。


>>あ、そうそう、膜蛋白の場合シグナルペプチドの部分が切り取られない場合もあるよね。
なるほど、そうなのですね。今回は切り取られるものを主に想定しておりました。


>>私は、分泌タンパクや膜タンパクを発現させる時、もちろんnative signal peptide配列を使う場合が一番多いけど、ほかにも「いつもの配列」みたいなのも持ってて、分泌型・膜型区別なく同じのを付けてますが、特に問題を感じたことはないですね。でも、効率のいい配列、よくない配列というのはありますから、実は分泌型・膜型で最適配列が違うということはあるのかもしれません。

ありがとうございます。分泌と膜型であまり問題を感じたことがないというのは大変参考になります。分泌型と膜型で最適配列に多少の違いはあれどやはり全体としては似ているのかもしれませんね。


>>膜に留まるかどうかはtransmembrane domainが決めるんじゃないかな?

これは総論的には私もそのように理解しています。なんとなくシグナルペプチドの配列自体にも分泌系と膜系で違いがありそうだなと思い質問させていただきました次第です。


>>あまり膜タンパクだからという一貫性はないようですけどね。それに下流につける配列によっても配列の選り好みがあるようなものもあるみたい。ペプチドが切れる場合はあまり関係ないけど膜タンパクにはトポロジーに関する情報も入り込んでる可能性があるようだし。イーストでは分泌蛋白ではSRPとのアフィニティーというか依存性が低い傾向にあるような文献もあったような。

下流の配列の選り好みがありそうというのは私も実感していて、新しいタンパク質に着けるときは毎回SignalPの複数versionや、その他の切断部位予測ツールを使って、切断部位が一致するものだけを使用するようにしています。また一般的にシグナルペプチドの-3位と-1位には小さいアミノ酸がくるようなのでそのあたりが非典型的なシグナルペプチド配列は普段使いには使用しないようにはしています(nativeタンパク質の固有シグナルペプチドの場合は別ですが)。
doi: 10.1093/nargab/lqad093

膜タンパクのシグナルペプチドには確かにトポロジーの情報も入っていそうですね。参考になります。SRPとの親和性、ペプチド自体の化学的性質、コドンの影響などなど色々な要素が絡んでいそうで、その辺のメカニズム的な部分も大変興味深いのですが、私自身はシグナルペプチド自体が専門というわけでもないので、なかなか細かいとこまで自分で調べるほどのエフォートは割けないところが辛いところです。

(無題) 削除/引用
No.12552-6 - 2024/09/01 (日) 13:06:41 - おお
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10443038/

あまり膜タンパクだからという一貫性はないようですけどね。それに下流につける配列によっても配列の選り好みがあるようなものもあるみたい。

ペプチドが切れる場合はあまり関係ないけど膜タンパクにはトポロジーに関する情報も入り込んでる可能性があるようだし。

イーストでは分泌蛋白ではSRPとのアフィニティーというか依存性が低い傾向にあるような文献もあったような。

(無題) 削除/引用
No.12552-5 - 2024/09/01 (日) 03:49:22 - 774R
膜に留まるかどうかはtransmembrane domainが決めるんじゃないかな?

(無題) 削除/引用
No.12552-4 - 2024/09/01 (日) 00:20:23 - X1
私は、分泌タンパクや膜タンパクを発現させる時、もちろんnative signal peptide配列を使う場合が一番多いけど、ほかにも「いつもの配列」みたいなのも持ってて、分泌型・膜型区別なく同じのを付けてますが、特に問題を感じたことはないですね。でも、効率のいい配列、よくない配列というのはありますから、実は分泌型・膜型で最適配列が違うということはあるのかもしれません。

(無題) 削除/引用
No.12552-3 - 2024/08/31 (土) 17:55:21 - おお
あ、そうそう、膜蛋白の場合シグナルペプチドの部分が切り取られない場合もあるよね。

(無題) 削除/引用
No.12552-2 - 2024/08/31 (土) 17:47:39 - おお
えーっと、その前に。
分泌させようとするタンパクにわざわざ膜に留まるタンパクのシグナルペプチドをつけようと言う発想になる理由があるとしたらなんだろうと思う。

ただ、メカニズムなどの追求とかでそう言った事をやっているかもしれないので調べてみたい気がする。

膜タンパク質と分泌タンパク質のシグナルペプチドの違い 削除/引用
No.12552-1 - 2024/08/31 (土) 11:36:02 - ああ
いつもお世話になっております。シグナルペプチドについてお伺いさせてください。
シグナルペプチドは小胞体への輸送シグナルであり、形質膜への輸送か分泌かを決めるのは膜貫通ドメインなどの別のシグナルであると理解しているのですが、実際に使用されているケースをみると膜タンパク質の発現のためのシグナルペプチドは膜タンパク質由来のもの(CD3など)、分泌タンパク質の発現のためのシグナルペプチドは分泌タンパク質由来のもの(アルブミンやIL-2など)を使っているケースが多く見受けられます。膜タンパク質由来と分泌タンパク質由来のシグナルペプチドで、何か機能に違いはあるのかご存じの方はいらっしゃいますでしょうか?

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