ホモダイマーとヘテロダイマーの大きな違いは、ホモダイマーは同じタンパク質が2つ集まったタンパク質であり、ヘテロダイマーは異なる2つのタンパク質が集まったタンパク質であることです。

タンパク質は、アミノ酸が鎖状につながった生体分子である。タンパク質は、2つのアミノ酸からなる二量体構造です。一般に、非共有結合で互いに結合している。タンパク質の二量体には、ホモ二量体、ヘテロ二量体がある。ホモダイマーは、共有結合していない2つの同一のタンパク質を持つ。ヘテロダイマーは、2種類のタンパク質が結合したものです。このタンパク質二量体の相互作用は、制御や触媒作用に重要である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ホモダイマーとは 3. ヘテロダイマーとは 4. ホモダイマーとヘテロダイマーの類似性 5. 並べて比較 - 表形式でのホモダイマーとヘテロダイマー 6. まとめ

ホモダイマーは何ですか？

ホモダイマーとは、2つの同一のモノマーからなるタンパク質二量体のことである。モノマーは非共有結合で結ばれている。一般に、ホモ二量体には平均18個のH-結合が存在する。また、ホモダイマーの水素結合と界面残基の相関係数は0.85であり、さらに界面残基あたりの水素結合数は最大0.44である。しかし、界面残基あたりの水素結合密度は、ホモダイマーでは低くなっている。

図01：ホモダイマー

ホモダイマーの例を考えると、クラス1のRNAはホモダイマーである。このホモダイマーでは、R1タンパク質がヌクレオチドの還元を担当し、R2タンパク質がジヒドロチロシン配列を収容する役割を担っている。また、甲状腺から分泌されるサイログロブリンもホモダイマーの一種である。キサンチンオキシダーゼとエタネルセプトもタンパク質のホモダイマーである。

ヘテロダイマー(a heterodimer)は何ですか？

ヘテロダイマーとは、同一ではない2つのモノマーの複合体によって形成されるタンパク質二量体のことである。つまり、ヘテロダイマーとは、2つの異なるタンパク質モノマーから構成されるタンパク質のことである。一般に、ヘテロ二量体には平均12個の水素結合が存在する。また、ヘテロ二量体の界面残基と水素結合の相関係数は0.83であり、界面残基あたりの水素結合数は最大0.65である。 ホモ二量体に比べてヘテロ二量体は分子間水素結合が少ない。しかし、界面残基あたりの水素結合密度はヘテロ二量体の方が高い。

図02：ヘテロダイマー

逆転写酵素は、2種類のアミノ酸鎖からなるヘテロダイマーである。ヘテロダイマーのもう一つの例として、オピオイド受容体がある。また、マイクロチューブリンはヘテロ二量体タンパク質である。

ホモダイマーとヘテロダイマーの共通点

• タンパク質の二量体には、ホモ二量体とヘテロ二量体がある。
• どちらも2つのモナドを持っています。
• タンパク質の4次構造である。
• 二量体は触媒作用や制御において一般的である。

ホモダイマーとヘテロダイマーの違い

ホモダイマーは2つの同一のタンパク質モノマーからなるタンパク質二量体であり、ヘテロダイマーは2つの異なるタンパク質モノマーからなるタンパク質二量体である。したがって、この点がホモダイマーとヘテロダイマーの重要な違いである。また、ホモダイマーでは平均18個の水素結合があるのに対して、ヘテロダイマーでは平均12個の水素結合がある。

また、ホモダイマーとヘテロダイマーのもう一つの違いは、ホモダイマーではH-bondと界面残基の相関係数が0.85であるのに対し、ヘテロダイマーではH-bondと界面残基の相関係数が0.83であることである。

ホモダイマーとヘテロダイマーの違いについては、以下のインフォグラフィックで、2つのダイマータイプの比較を詳しく解説しています。

概要 - ホモダイマー vs. ヘテロダイマー

タンパク質の二量体は、触媒作用や制御において一般的である。ホモダイマーであったり、ヘテロダイマーであったりする。ホモダイマーは2つの同一のタンパク質単量体から構成される。一方、ヘテロダイマーは、同一ではない2つのタンパク質単量体から構成されている。これがホモダイマーとヘテロダイマーの重要な違いである。

引用

1 「プロテインダイマー」。英語 Wikipedia.Org 2020, 2 "Heterodimer - Overview|ScienceDirect Topics". sciencedirect.Com 2020,.