Область неизвестной функции
Домен неизвестной функции (DUF) представляет собой белковый домен , не имеющий охарактеризованной функции. Эти семейства были собраны вместе в базе данных Pfam с использованием префикса DUF, за которым следует номер, примерами являются DUF2992 и DUF1220 . По состоянию на 2019 год в базе данных Pfam насчитывается почти 4000 семейств DUF, что составляет более 22% известных семейств. Некоторые DUF не называются по номенклатуре из-за популярного использования, но, тем не менее, являются DUF. [ 1 ]
Обозначение DUF является предварительным, и такие семейства, как правило, переименовываются в более конкретное имя (или объединяются с существующим доменом) после идентификации функции. [ 2 ] [ 3 ]
История
[ редактировать ]Схема именования DUF была введена Крисом Понтингом посредством добавления DUF1 и DUF2 в базу данных SMART . [ 4 ] Было обнаружено, что эти два домена широко распространены в бактериальных сигнальных белках. Впоследствии были определены функции этих доменов, и с тех пор они были переименованы в домен GGDEF и домен EAL соответственно. [ 2 ]
Характеристика
[ редактировать ]Программы структурной геномики попытались понять функцию DUF посредством определения структуры. Решены структуры более 250 семейств DUF. Эта работа (2009) показала, что около двух третей семейств DUF имели структуру, аналогичную ранее решенной, и, следовательно, вероятно, были дивергентными членами существующих суперсемейств белков, тогда как около одной трети обладали новой укладкой белка. [ 5 ]
Некоторые семейства DUF имеют гомологию удаленных последовательностей с доменами, которые характеризуют функцию. Чтобы связать эти отношения, можно использовать вычислительную работу. В ходе работы 2015 года 20% DUF удалось отнести к охарактеризованным структурным суперсемействам. [ 6 ] Pfam также постоянно выполняет (проверяемое вручную) назначение в записях суперсемейства «клана». [ 1 ]
Частота и сохранение
[ редактировать ]
В 2013 году более 20% всех белковых доменов были аннотированы как DUF. Около 2700 DUF обнаружены у бактерий по сравнению с чуть более 1500 у эукариот. Более 800 DUF являются общими для бактерий и эукариот, и около 300 из них также присутствуют у архей. Всего у животных встречается 2786 бактериальных доменов Pfam, включая 320 DUF. [ 7 ]
Роль в биологии
[ редактировать ]Многие DUF высококонсервативны, что указывает на важную роль в биологии. Однако многие из таких DUF не являются существенными, поэтому их биологическая роль часто остается неизвестной. Например, DUF143 присутствует в геномах большинства бактерий и эукариот . [ 8 ] Однако когда его удалили в Escherichia coli, явного фенотипа обнаружено не было. Позже было показано, что белки, содержащие DUF143, являются факторами молчания рибосом , блокирующими сборку двух рибосомальных субъединиц. [ 8 ] Хотя эта функция не является существенной, она помогает клеткам адаптироваться к условиям с низким содержанием питательных веществ, прекращая биосинтез белка. В результате эти белки и DUF становятся актуальными только тогда, когда клетки голодают. [ 8 ] Таким образом, считается, что многие DUF (или белки с неизвестной функцией, PUF) необходимы только при определенных условиях.
Основные DUF
[ редактировать ]Гудакр и др. идентифицировали 238 DUF в 355 незаменимых белках (у 16 модельных видов бактерий), большинство из которых представляют собой однодоменные белки, что четко устанавливает биологическую значимость DUF. Эти DUF называются «основными DUF» или eDUF. [ 7 ]
Внешние ссылки
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Эль-Гебали С., Мистри Дж., Бейтман А., Эдди С.Р., Лучани А., Поттер СК, Куреши М., Ричардсон Л.Дж., Салазар Г.А., Смарт А., Зоннхаммер Э.Л., Хирш Л., Паладин Л., Пиовесан Д., Тосатто СК, Финн Р.Д. ( январь 2019 г.). «База данных семейств белков Pfam в 2019 году» . Исследования нуклеиновых кислот . 47 (Д1): Д427–Д432. дои : 10.1093/nar/gky995 . ПМК 6324024 . ПМИД 30357350 .
- ^ Перейти обратно: а б Бейтман А., Коггилл П., Финн Р.Д. (октябрь 2010 г.). «DUF: семьи в поисках функции» . Акта Кристаллографика. Раздел F. Структурная биология и кристаллизационные связи . 66 (Часть 10): 1148–52. дои : 10.1107/S1744309110001685 . ПМК 2954198 . ПМИД 20944204 .
- ^ Пунта М., Коггилл ПК, Эберхардт Р.Ю., Мистри Дж., Тейт Дж., Бурснелл К., Панг Н., Форслунд К., Церик Г., Клементс Дж., Хегер А., Холм Л., Зоннхаммер Э.Л., Эдди С.Р., Бейтман А., Финн Р.Д. (январь 2012 г.) ). «База данных семейств белков Pfam» . Исследования нуклеиновых кислот . 40 (Проблема с базой данных): D290-301. дои : 10.1093/nar/gkr1065 . ПМЦ 3245129 . ПМИД 22127870 .
- ^ Шульц Дж., Милпец Ф., Борк П., Понтинг К.П. (май 1998 г.). «SMART, простой инструмент исследования модульной архитектуры: идентификация сигнальных доменов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (11): 5857–64. Бибкод : 1998PNAS...95.5857S . дои : 10.1073/pnas.95.11.5857 . ПМК 34487 . ПМИД 9600884 .
- ^ Ярошевский Л., Ли З., Кришна С.С., Баколица С., Вули Дж., Дикон А.М., Уилсон И.А., Годзик А. (сентябрь 2009 г.). «Исследование неизведанных областей белковой вселенной» . ПЛОС Биология . 7 (9): e1000205. дои : 10.1371/journal.pbio.1000205 . ПМЦ 2744874 . ПМИД 19787035 .
- ^ Мудгал Р., Сандхья С., Чандра Н., Шринивасан Н. (июль 2015 г.). «Де-DUFing DUF: расшифровка отдаленных эволюционных связей доменов неизвестной функции с использованием чувствительных методов обнаружения гомологии» . Биология Директ . 10 (1): 38. дои : 10.1186/s13062-015-0069-2 . ПМК 4520260 . ПМИД 26228684 .
- ^ Перейти обратно: а б с Гудакр Н.Ф., Герлофф Д.Л., Утц П. (декабрь 2013 г.). «Белковые домены неизвестной функции необходимы бактериям» . мБио . 5 (1): e00744-13. дои : 10.1128/mBio.00744-13 . ПМЦ 3884060 . ПМИД 24381303 .
- ^ Перейти обратно: а б с Хойзер Р., Пех М., Киек Дж., Ямамото Х., Титц Б., Наэве Ф., Товчигречко А., Ямамото К., Шафларски В., Такеучи Н., Стеллбергер Т., Дифенбахер М.Э., Нирхаус К.Х., Утц П. (2012). Хьюз Д. (ред.). «Белки RsfA (YbeB) являются консервативными факторами молчания рибосом» . ПЛОС Генетика . 8 (7): e1002815. дои : 10.1371/journal.pgen.1002815 . ПМК 3400551 . ПМИД 22829778 .