じじ日報

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美しい形とは?




 少し前、ふと庭の片隅に目をやるとスズランが咲いていました。あまりうまく写真が撮れたので感動しました。それにしても誰が創ったのか美しい。葉のすっとした線も良い。

 タンパク質の立体構造を見ているときにも同じことを思う。ある種の加水分解酵素や結合タンパクは、全体のまとまり方が美しい!でも、いろいろと見ていくと不細工なタンパクもある。

 完全な思い込みかもしれないが、例えば、転移酵素の類を例に変わった比較をしてみよう。リン酸化酵素(たくさんあるけど)と糖転移酵素を比べてみる。両者共に2つの基質を結合する部分と蝶番構造がある。前者はそれなりに美しく後者は醜い(と思う)。これはヒトである私の主観だが、おそらくヒトであるあなたも同感してくれるだろう。この差は何か?

 リン酸化酵素の基質の一つはアデノシン三リン酸で、糖転移酵素では糖ヌクレオチド。リン酸基を2つ結合した核酸部分は基本的に同じで転移される三番目の要素がリン酸か糖かの違いととれる。

 リン酸化は、生命の根幹に関わっていて分子の進化上でも古いと思われますが、糖鎖によるタンパク質や脂質の修飾はもう少し(だいぶ)後発であるだろう。この理由の一つは、糖鎖の付与ではアデノシンがほぼ使われていないこと。(この範疇に入らないのは、デンプンの合成。これだけはADPグルコースを基質に使います。)アデノシンに結合するタンパクがたくさん進化したので別の類のタンパクが選ばれた、あるいは、細胞内でのアデノシン量が枯渇傾向となり他の塩基が使われたなどの理由が考えられます。RNAで使われている塩基の内、ウリジン、シチジン、グアノシンが色々な糖の転移に使われている。DNAに見られるチミジンは糖転移に普通は使われていなませんが、最近になってラムノースの転移に使われていることが分かっています。TMPはUMPからチミジル酸合成酵素によって合成されますから分子進化的には随分新しいということになります。このような分子の進化にはそれを合成する酵素分子の進化が必要です。生物の進化と分子の進化を関連づけて考えると、なんだかややこしいけどちょっと面白いと思います。

 さて、話を戻すと、リン酸化酵素はまあまあ美しいが、糖転移酵素はそうではない。この理由は、時間ではないでしょうか?時間(変化速度に依存しますが)をかけて磨きこまれた分子の形は美しいということのような気がします。選び抜かれた形とも言うべきでしょうか。醜い分子も今後時間をかけて磨かれていく。生き残ればの話ですが。

 はたして何か別のものが私たちヒトを見たとき美しいと思うのだろうか?個体差の話ではないですよ、念のため。ヒトの後継生物は、仮に何千万年、何億年の年月をヒトの種が生き抜けるとすると、さらに美しいのだろうか?

JUGEMテーマ:自然科学

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