【構造生物学】21番目のアミノ酸「セレノシステイン（Sec）」の合成メカニズムを解明/理化学研究所

21番目のアミノ酸「セレノシステイン（Sec）」の合成メカニズムを解明
−星形の超巨大複合体がSec合成を一度に成し遂げる−

セレン（Se）という元素をご存知ですか。硫黄と似た性質を持ちますが、硫黄に比べて反応性に富んでいます。
ヒトを含む幅広い生物にとって微量成分として不可欠で、不足するとがんや高血圧症を引き起こすと言われています。
生体内ではセレノシステイン（Sec）というアミノ酸に存在し、一部のタンパク質（Seを含むタンパク質）に取り込まれます。
Se含有タンパク質はSeの高い反応性を利用して抗酸化作用などで重要な働きをします。

Secは、タンパク質を構成する標準的な20種のアミノ酸に続いて発見され、「21番目のアミノ酸」といわれます。
これまで、ヒトにおけるSec合成メカニズム（ヒト型）が分かっていましたが、バクテリア型は不明のままでした。

研究グループはバクテリアにおいて、Secを合成する酵素「SelA」と転移RNA「tRNASec」の複合体の結晶構造を、
理研の大型放射光施設SPring-8等で解析し、SelAが10個のサブユニットからなる巨大な星型構造であることや、
合計10個のtRNASecがSelAに結合し、総分子量81万の「超巨大タンパク質-RNA複合体」を形成していることなどを突き止めました。
さらに、サブユニットそれぞれの詳細な機能を明らかにし、星型を構成することがSecの合成に必要不可欠であることが分かりました。
一方で、ヒト型で働く酵素SepSecSとバクテリア型で働くSelAとでは合成を触媒する部位の構造が全く異なることが判明しました。
つまり、これらの酵素は別々の先祖からSecを合成できるように進化したことになります。

今回の成果は、今後、人工的にSeを含むタンパク質を合成する方法の開発につながります。
Seを自在に導入することによって、今まで不可能だった新たな活性を持つ人工酵素の創生や、
Se欠乏による欠陥の研究などに役立つと期待できます。

独立行政法人理化学研究所
上席研究員研究室 横山構造生物学研究室
上席研究員 横山 茂之（よこやま しげゆき）
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▽記事引用元　理化学研究所　60秒でわかるプレスリリース　2013年4月5日
http://www.riken.go.jp/pr/press/2013/20130405_1/digest/
SelAとtRNASecの複合体の全体構造
http://www.riken.go.jp/~/media/riken/pr/press/2013/20130405_1/digest.jpg

プレスリリース　報道発表資料
http://www.riken.go.jp/pr/press/2013/20130405_1/

もうすごすぎて何がなんだか。

２１番目はタウリンやろが

合成方法考えるとセレノシステインじゃなくてセレノセリンのような…

翻訳とか転写とかどーなってんの？

>>5
普通は終始コドンのはずのUGAがｍRNAが特殊な構造になる特定の配列だとそのまま続くけて転写、
でそのｍRNAのUGAのところに>>1にあるようなセレノシステインのくっついたtRNAがくっついて翻訳。

じゃあセレノアラニンとかどんどん作ればいいの？

113番元素とかと同じ意味合い？

何ができるの？

ヒトの場合は分布に組織特異性があったりするわけかなあ

人体いたるところで作っていたら逆にやばい気もする

>>3
タウリンはアミノ酸ではない

>>4>>7
周期表を見れば分かるが、
セレンは硫黄と同族の元素で、性質がよく似ている。
そのために硫黄を含むアミノ酸であるシステインとメチオニンは
硫黄原子をセレンに置き換えることが可能で、
置き換えたものはそれぞれセレノシステイン、セレノメチオニンと呼ばれる。
セリンやアラニンに硫黄原子は含まれてないのでセレノセリンやセレノアラニンは存在しない。

>何ができるの？
>>1にあるとおり、活性酸素除去に用いられているとされる。
人間ではセレノシステインをセレノプロテインPという血中タンパク質に用いてる。
セレノメチオニンはメチオニンの代用として通常のタンパク質にごく少数混じってる。
あと、研究分野において結晶構造解析に良く用いられる。

>>6
なるほどなー

>>9
セリンの酸素が同族のセレンに置換されてるわけだから周期表的にもセレノセリンでもまあいいんだよ。
ジセレニド結合とかするわけでもないしそれほどシステインにも似てないし、
慣用的にはセレノシステインて名前が付いちゃっただけで。

セレン整流器

生体構成アミノ酸が20種類じゃなくて21種類だったって事か！
それだけでもびっくり

ヒトの必須アミノ酸が8種か9種かもよく話題になる

>大型放射光施設SPring-8等で解析

SPring-8は大活躍だな

セレンは微量だといいけど
大量に摂取すると死んでまうよ

必須元素の同族はたいてい毒になる場合が多い

窒素の下のリンだってリン酸塩なら適量はともかく
単体で黄リンなら猛毒だ
砒素は言うに及ばず

硫黄の単体って毒なのか？
たくさん飲み込んだら体内で硫化水素になって害をなしそうなのは分かるが

この酵素が働いている所を動画で見て見たい
10個のtRNAを同時に処理してんの？

こんなカラフルなんだあ

>>16
同族元素は最外殻の電子が同数なんで
身体が必須元素と間違えて取り込んじゃうのが問題なんだよね

今はやりのセシウムやストロンチウムもそう

硫黄はたしかに硫化物はたいてい毒だけど
システインとかメチオニンとかアミノ酸の材料になってるね
そう考えると例外かな

サプリメント化された場合の効果効能って何になるの？
アンチエイジング？(笑)

>>13
ヒドロキシプロリンもあるで（コラーゲンとかに）。
こっちは翻訳段階で挿入されるわけじゃなくてプロリンを後から酸化して作るのだけど。

受験生なのですが以下の問題が分からなくて悩んでいます。
誰か教えて下さい。
次の化学式、記号-COOH,-NH2,C,R,-CO,-CH3,-Hを使ったアミノ酸の一般式を書け。
コメントがあったら幸いです。
いくら考えても調べても問題文の意味から分からないのです。

ゆとりは何故先生に質問することができないのか
http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter6/lecture2/lect6021.html