糖転移酵素遺伝子の進化史  [in Japanese] The Evolutionary History of Glycosyltransferase Genes  [in Japanese]

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Abstract

近年、ヒトや線虫などのゲノム計画が急速に発展してきている。その結果、これらのゲノム配列の中からたくさんの新規糖転移酵素遺伝子が見いだされるようになった。一体どのようにして糖転移酵素は、進化の過程でその遺伝子ファミリーの構成員を増やしてきたのだろうか? 糖転移酵素遺伝子の進化の道筋を辿る目的で、分子進化学的な手法を用いて解析を行った (1)。我々は55種類の糖転移酵素遺伝子を使って解析を行い、主にN-glycan とO-glycan を合成する糖転移酵素に関して論じた。系統樹の解析によって、糖転移酵素遺伝子が遺伝子重複を通してその遺伝子数を増やしていったことが明らかになった。更に、各遺伝子の分岐年代を推定したところ、糖転移酵素遺伝子が遺伝子重複とゲノム重複でその遺伝子数を増やしたことが、さらに、支持された。また、進化速度を比較したところ、糖転移酵素遺伝子は他の遺伝子より進化速度が遅い傾向にあり、遺伝子ファミリー内でばらつきが認められた。これらの結果から、糖転移酵素遺伝子が遺伝子重複やゲノム重複で遺伝子数を増やしたことにより、機能的制約がゆるみ、アミノ酸変異が蓄積して酵素活性に多様性をもたらされた、と推察される。本稿では、これらの解析を通して得られた「糖転移酵素遺伝子の進化史」のエッセンスを述べる。

In the past few years, rapid advances have been made in sequencing the genomic DNA of human, <i>Caenorhabditis elegans</i>, and so on. As a result, a large number of novel glycosyltransferase genes have been discovered from those genome sequences. How did they increase their family members during the genome evolution? To presume the evolutionary pathway of glycosyltransferases, we have used the molecular evolutionary analysis (1). In that study, we conducted molecular evolutionary analyses on 55 glycosyltransferase genes and mainly discussed about glycosyltransferase genes for N- or O-glycan synthesis. The phylogenetic trees showed the glycosyltransferase genes increased their numbers through gene duplications. We also estimated the divergence time of each branch root and suggested that the glycosyltransferase genes increased their numbers through gene duplications and genome duplications. Comparison of evolutionary rates indicated that the glycosyltransferases tend to evolve more slowly than other genes, and the evolutionary rates changed within each of the glycosyltransferase gene families. These results indicate that the increase in glycosyltransferase genes allows the amino acid change and permits, the creation of the variety of specific activity of the enzyme. Here, we would like to introduce the essence of the evolutionary history of glycosyltransferase genes.

Journal

  • Trends in Glycoscience and Glycotechnology

    Trends in Glycoscience and Glycotechnology 13(70), 147-155, 2001-03-02

    FCCA(Forum: Carbohydrates Coming of Age)

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Codes

  • NII Article ID (NAID)
    10012193305
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AA10995236
  • Text Lang
    JPN
  • Article Type
    Journal Article
  • ISSN
    09157352
  • NDL Article ID
    5780366
  • NDL Source Classification
    ZP24(科学技術--化学・化学工業--糖・澱粉)
  • NDL Call No.
    Z17-1303
  • Data Source
    CJP  CJPref  NDL  J-STAGE 
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