Domen nepoznate funkcije
Domen nepoznate funkcije (DUF) je proteinski domen koji nema okarakteriziranu funkciju. Ove porodice su prikupljene zajedno u bazi podataka Pfam, koristeći prefiks DUF iza kojeg slijedi broj, s primjerima DUF2992 i DUF1220. Od 2019. godine, u bazi podataka Pfam postoji gotovo 4.000 porodica DUF-a, što predstavlja preko 22% poznatih porodica. Neki DUF-ovi nisu imenovani prema nomenklaturi zbog popularne upotrebe, ali su ipak DUF-ovi.[1]
Oznaka DUF je okvirna, pa se takve porodice obično preimenuju u određenije ime (ili spoje u postojeći domenu nakon što je funkcija identificirana.[2][3]
Karakterizacija
urediStrukturnogenomički programi pokušali su razumjeti funkciju DUF-a putem određivanja strukture. Strukture više od 250 porodica DUF su riješene. Ovaj rad (2009.) pokazao je da je oko dvije trećine DUF porodica imalo strukturu sličnu prethodno riješenoj i stoga vjerovatno bili različiti članovi postojećih proteinskih superporodica, dok je oko jedne trećine posjedovalo novi protein.[4]
Neke porodice DUF-a dijele homologiju udaljenih sekvenci s domenima koje karakteriziraju funkciju. Računarski rad se može koristiti za povezivanje ovih odnosa. Rad iz 2015. uspio je dodijeliti 20% DUF -ova karakterističnim strukturnim porodicama.[5] Pfam također kontinuirano obavlja (ručno provjerene) dodjele u unosima "porodice" nadporodici.[1]
Frekvencija i konzervacija
uredi
Lijevo: Komentiranidomeni Desno: domene nepoznate funkcije.
Nisu prikazana sva preklapanja.[6]
Više od 20% svih proteinskih domena označeno je kao DUF u 2013. Oko 2.700 DUF -a se nalazi u bakterijama, u poređenju sa nešto više od 1.500 u eukariotima. Preko 800 DUF -a se dijeli između bakterija i eukariota, a oko 300 ih je prisutno i u arhejama. Ukupno 2.786 bakterijskih Pfam domena čak se javlja kod životinja, uključujući 320 DUF-a.[6]
Uloga u biologiji
urediMnogi DUF-ovi su visoko konzervirani, što ukazuje na važnu ulogu u biologiji. Međutim, mnogi takvi DUF-ovi nisu bitni, pa njihova biološka uloga često ostaje nepoznata. Naprimjer, DUF143 je prisutan u većini bakterijskih i eukariotskih genoma]].[7] Međutim, kada je deletiran u Escherichia coli nije otkriven očigledan fenotip. Kasnije se pokazalo da su proteini koji sadrže DUF143, ribosomski faktori utišavanja koji blokiraju sklop dvije ribosomske podjedinice.[7] Iako ova funkcija nije bitna, pomaže da se ćelije prilagođavaju uvjetima s niskim hranjivim tvarima zatvaranjem biosinteze proteina. Kao rezultat toga, ti proteini i DUF postaju relevantni tek kad ćelije gladuju.[7] Stoga se vjeruje da su mnogi DUF (ili proteini nepoznate funkcije, PUF) potrebni samo pod određenim uvjetima.
Esencijalni DUF-ovi
urediGoodacreet al. identificirali su DUF-ovea u 355 esencijalnih proteina (u 16 modelnih vrsta bakterija), od kojih većina predstavlja proteine s jednim domenom, čime je jasno utvrđena biološka esencija DUF-a. Ovi DUF-ovi se nazivaju "esencijalni DUF-ovi" ili eDUF-ovi.[6]
Reference
uredi- ^ a b El-Gebali S, Mistry J, Bateman A, Eddy SR, Luciani A, Potter SC, Qureshi M, Richardson LJ, Salazar GA, Smart A, Sonnhammer EL, Hirsh L, Paladin L, Piovesan D, Tosatto SC, Finn RD (January 2019). "The Pfam protein families database in 2019". Nucleic Acids Research. 47 (D1): D427–D432. doi:10.1093/nar/gky995. PMC 6324024. PMID 30357350.
- ^ Bateman A, Coggill P, Finn RD (October 2010). "DUFs: families in search of function". Acta Crystallographica. Section F, Structural Biology and Crystallization Communications. 66 (Pt 10): 1148–52. doi:10.1107/S1744309110001685. PMC 2954198. PMID 20944204.
- ^ Punta M, Coggill PC, Eberhardt RY, Mistry J, Tate J, Boursnell C, Pang N, Forslund K, Ceric G, Clements J, Heger A, Holm L, Sonnhammer EL, Eddy SR, Bateman A, Finn RD (January 2012). "The Pfam protein families database". Nucleic Acids Research. 40 (Database issue): D290-301. doi:10.1093/nar/gkr1065. PMC 3245129. PMID 22127870.
- ^ Jaroszewski L, Li Z, Krishna SS, Bakolitsa C, Wooley J, Deacon AM, Wilson IA, Godzik A (September 2009). "Exploration of uncharted regions of the protein universe". PLOS Biology. 7 (9): e1000205. doi:10.1371/journal.pbio.1000205. PMC 2744874. PMID 19787035.
- ^ Mudgal R, Sandhya S, Chandra N, Srinivasan N (July 2015). "De-DUFing the DUFs: Deciphering distant evolutionary relationships of Domains of Unknown Function using sensitive homology detection methods". Biology Direct. 10 (1): 38. doi:10.1186/s13062-015-0069-2. PMC 4520260. PMID 26228684.
- ^ a b c Goodacre NF, Gerloff DL, Uetz P (December 2013). "Protein domains of unknown function are essential in bacteria". mBio. 5 (1): e00744-13. doi:10.1128/mBio.00744-13. PMC 3884060. PMID 24381303.
- ^ a b c Häuser R, Pech M, Kijek J, Yamamoto H, Titz B, Naeve F, Tovchigrechko A, Yamamoto K, Szaflarski W, Takeuchi N, Stellberger T, Diefenbacher ME, Nierhaus KH, Uetz P (2012). Hughes D (ured.). "RsfA (YbeB) proteins are conserved ribosomal silencing factors". PLOS Genetics. 8 (7): e1002815. doi:10.1371/journal.pgen.1002815. PMC 3400551. PMID 22829778.