亜鉛の指とは何ですか？

亜鉛指は、亜鉛イオンに結合するタンパク質の特定のアミノ酸によって形成される指型タンパク質の折り目です。これらのタンパク質は、DNAとRNAの形状とDNAおよびRNAのヌクレオチドと密接な相互作用を可能にするため、DNAとRNAに結合することがよくあります。それらのヌクレオチド結合特性により、遺伝子発現の調節およびウイルスのアセンブリで機能することができます。亜鉛指構造にはいくつかのタイプがありますが、最も一般的なバージョンは、少なくとも1つの亜鉛イオンの両側にあるタンパク質の2つの最も一般的な二次構造であるアルファヘリックスとベータシートで構成されています。アルファヘリックスとベータシートは、シスチンおよびヒスチジン残基によって所定の位置に保持され、窒素と硫黄原子を介して亜鉛イオンを調整します。亜鉛の指はDNAに結合し、その周辺でのアミノ酸とDNA二重ヘリックスの中心に塩基対との相互作用を通して結合します。これはコンパクトなタンパク質ドメインであり、その小さなサイズにより、DNA塩基対に近接することができます。

これらのタンパク質は、生物で最も一般的な転写因子です。転写因子は、DNAに結合し、RNAへの遺伝的情報の伝達を制御するタンパク質です。これらのタンパク質がDNAを標的とするという事実により、関心のあるDNA配列を標的とするために、意図的なリエンジニアリングの候補になりました。たとえば、亜鉛フィンガーヌクレアーゼ（ZFN）は、制限エンドヌクレアーゼ、またはDNA切断酵素に融合した亜鉛指結合ドメインを備えた合成タンパク質です。ZFNは、特定の場所でDNAを切断するために使用でき、DNAの部位固有の組換えを促進するための便利なツールです。人工転写因子としても操作された亜鉛指は、ヒト免疫不全-1（HIV-1）ウイルスのネオカプシド（NC）タンパク質を含むいくつかのウイルスタンパク質に亜鉛フィンガードメインが見られます。NCは、ウイルスアセンブリにとって重要であり、高度に保存されているため、魅力的な抗ウイルス標的です。ウイルスタンパク質およびレトロウイルスタンパク質の亜鉛指を特異的に標的とする阻害剤を使用して、ウイルスの複製を防ぐことができます。この性質の抗ウイルス化合物を得ることは、生物医学研究の活性領域です。効果的であるために、抗レトロウイルス化合物は、レトロウイルス亜鉛フィンガータンパク質を特異的に標的とする必要があります。これらのレトロウイルスタンパク質は、細胞亜鉛フィンガータンパク質とは異なるアミノ酸配列と構造の違いを持っているため、選択的阻害剤を取得することは達成可能な目標です。