イネ科の高移動度グループA(HMGA)タンパク質への洞察。ホモログ研究のためのインシリコ・アプローチ

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Comput Biol Chem.2020 Jun;87:107306. S1476-9271(19)30584-5. doi: 10.1016/j.compbiolchem.2020.107306.Epub 2020-06-10.

イネ科の高移動度グループA(HMGA)タンパク質への洞察。ホモログ研究のためのインシリコ・アプローチ

Insights into high mobility group A (HMGA) proteins from Poaceae family: An in silico approach for studying homologs.

Archana Pal Negi
Ratnesh Singh
Anupma Sharma
Vishal Singh Negi

PMID: 32559639 DOI: 10.1016/j.compbiolchem.2020.107306.

抄録

高移動度群（HMG）タンパク質は、主要なアーキテクチャータンパク質である。HMGタンパク質の中でも高移動度群A（HMGA）は、AT-hook（ATH）モチーフを特徴とし、ATリッチDNAに親和性を持つ。本研究では、インシリコ法を用いて、イネ科の植物HMGAの特徴を明らかにした。イネ HMGA のタンパク質配列を検索し、イネ科の HMGA に対応するオルソログを抽出した。系統解析の結果、イネ科HMGAの3つの主要な進化的クラッドが同定され、そのATHモチーフ解析の結果、クラッド1とクラッド2のHMGAは、クラッド2のHMGAを除いて、高親和性DNA結合ドメインを欠いていることが明らかになった。また、クレード2のHMGAは、すべてのスペーサーの長さと最後のATHに続くC末端尾の長さが高度に保存されていた。さらに、クレード２のＨＭＧＡのＣ末端尾は、他のどのクレードのＨＭＧＡよりも小さい。クレード2とは異なり，イネ科HMGAの他のクラッドはスペーサーの長さに高い変動性を示した．また、イネ科のHMGAは、異なるクラッドのHMGA間でいくつかの違いがあるにもかかわらず、H1/H5ドメインが高度に保存されていることが明らかになった。本研究により、イネ科HMGAの詳細な解析が明らかになり、イネ科HMGAの正確な生物学的機能や分子機構の解明を目指した更なる研究に役立つものと考えられる。

High mobility group (HMG) proteins are the major architectural proteins. Among HMG proteins, High Mobility Group A (HMGA) is characterized by AT-hook (ATH) motifs, which have an affinity for AT-rich DNA. In this study, we characterized the plant HMGAs from the Poaceae family using in silico methods. The protein sequences for rice HMGAs were retrieved and the corresponding orthologs from grasses were extracted. The phylogenetic analysis identified three major evolutionary clades of grass HMGAs and their ATH motif analysis revealed that HMGAs from clade 1 and 2, except for clade 2 HMGAs, are devoid of high-affinity DNA-binding domain. The clade 2 HMGAs also displayed a highly conserved length of all the spacers and the length of the C-terminal tail following the last ATH. Moreover, the C-terminal tail in clade 2 HMGAs is smaller than HMGAs from any other clade. Unlike clade 2, other clades of Poaceae HMGAs displayed high variability in the length of spacers. Despite several differences among HMGAs of different clades in Poaceae, the H1/H5 domain was found to be highly conserved. This study has revealed the detailed analyses of Poaceae HMGAs and it will be useful for further investigation aiming at the determination of precise biological functions and molecular mechanisms of grass HMGAs.