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DEAD box

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DEAD/DEAH box RNA解旋酶
釀酒酵母的eIF4A結構（1qva）[1]
鑑定
標誌DEAD
PfamPF00270（舊版）
Pfam宗系CL0023（舊版）
InterPro（英語：InterPro）IPR011545
PROSITE（英語：PROSITE）PDOC00039
SCOP（英語：Structural Classification of Proteins）1qva / SUPFAM
CDD（英語：Conserved Domain Database）cd00268

DEAD box為一蛋白質家族的通稱，在原核生物與真核生物細胞中皆有，因其中一個結構域有一天門冬胺酸-麩胺酸-丙胺酸-天門冬胺酸（DEAD）的胺基酸序列而得名[2]。此家族的蛋白多參與RNA相關反應[3]，有許多蛋白為RNA解旋酶[4]，可以消耗ATP的機制將雙股RNA解開[5]。

DEAH家族與SKI2家族的蛋白序列也與DEAD box家族的蛋白相似[6][7][8]，三者合稱DExD/H家族蛋白[9]。

結構

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1980年代晚期有學者發現許多蛋白的NTP結合位點（英語：NTP binding site）序列和eIF4ARNA解旋酶的相似[10]，後續研究發現這些蛋白均有9個保守的結構域，由N端至C端分別為Q結構域、結構域I、結構域Ia、結構域Ib、結構域II、結構域III、結構域IV、結構域V與結構域VI，其中結構域II又名沃克結構域-B（英語：Walker motifs），包含天門冬胺酸-麩胺酸-丙胺酸-天門冬胺酸（DEAD）的胺基酸序列[2]。Q結構域、結構域I、結構域II與結構域VI為結合與水解ATP所需，結構域Ia、結構域Ib、結構域III、結構域IV與結構域V則為結合RNA所需[11]。

功能

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mRNA剪接過程，其中標註為橘色的蛋白皆屬DEAD box家族

DEAD box家族的蛋白多為RNA解旋酶，參與轉錄、RNA剪接、核糖體組裝（英語：ribosome biogenesis）、RNA轉運、轉譯與RNA降解等細胞中的多種RNA相關反應[9][12][13]。

釀酒酵母mRNA剪接的過程有Sub2、Prp28與Prp5等3種DEAD box蛋白參與[5]，其中Prp5可與U2 SnRNA（英語：U2 spliceosomal RNA）結合以影響其結構，使其得以與mRNA內含子中的分支位點（branchpoint）結合[14]；Prp28可能可識別內含子的5′端切割位點，但此蛋白無解旋酶活性[15]。另外Prp2、Prp16、Prp22、Prp43與Brr213等多種DEAH家族蛋白也參與mRNA剪切[16]。

轉譯起始因子eIF4A為一DEAD box蛋白，在轉譯起始時可解開mRNA5′ UTR的二級結構，以利核糖體小次單元掃描mRNA以尋找起始密碼子[17]。另一DEAD box Ded1也參與轉譯起始過程，但具體機制仍不明[18]；還有一與Ded1相似的DEAD box蛋白Vasa可與eIF2互動[19]。

參考文獻

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  1. ^ Johnson, E. R.; McKay, D. B. Crystallographic structure of the amino terminal domain of yeast initiation factor 4A, a representative DEAD-box RNA helicase. RNA. 1999, 5 (12): 1526–1534. PMC 1369875 可免費查閱. PMID 10606264. doi:10.1017/S1355838299991410. 
  2. ^ 2.0 2.1 Linder, P.; Lasko, P. F.; Ashburner, M.; Leroy, P.; Nielsen, P. J.; Nishi, K.; Schnier, J.; Slonimski, P. P. Birth of the D-E-A-D box. Nature. 1989, 337 (6203): 121–122. Bibcode:1989Natur.337..121L. PMID 2563148. S2CID 13529955. doi:10.1038/337121a0. 
  3. ^ Takashi Kikuma; Masaya Ohtsu; Takahiko Utsugi; Shoko Koga; Kohji Okuhara; Toshihiko Eki; Fumihiro Fujimori; Yasufumi Murakami. Dbp9p, a Member of the DEAD Box Protein Family, Exhibits DNA Helicase Activity. J. Biol. Chem. March 2004, 279 (20): 20692–20698. PMID 15028736. doi:10.1074/jbc.M400231200 可免費查閱. 
  4. ^ Heung LJ, Del Poeta M. Unlocking the DEAD-box: a key to cryptococcal virulence?. J. Clin. Invest. March 2005, 115 (3): 593–5. PMC 1052016 可免費查閱. PMID 15765144. doi:10.1172/JCI24508. 
  5. ^ 5.0 5.1 Linder P. Dead-box proteins: a family affair—active and passive players in RNP-remodeling. Nucleic Acids Res. 2006, 34 (15): 4168–80. PMC 1616962 可免費查閱. PMID 16936318. doi:10.1093/nar/gkl468. 
  6. ^ Tanaka N, Schwer B. Characterization of the NTPase, RNA-binding, and RNA helicase activities of the DEAH-box splicing factor Prp22. Biochemistry. July 2005, 44 (28): 9795–803. PMID 16008364. doi:10.1021/bi050407m. 
  7. ^ Xu J, Wu H, Zhang C, Cao Y, Wang L, Zeng L, Ye X, Wu Q, Dai J, Xie Y, Mao Y. Identification of a novel human DDX40gene, a new member of the DEAH-box protein family. J. Hum. Genet. 2002, 47 (12): 681–3. PMID 12522690. doi:10.1007/s100380200104 可免費查閱. 
  8. ^ Wang L, Lewis MS, Johnson AW. Domain interactions within the Ski2/3/8 complex and between the Ski complex and Ski7p. RNA. August 2005, 11 (8): 1291–302. PMC 1370812 可免費查閱. PMID 16043509. doi:10.1261/rna.2060405. 
  9. ^ 9.0 9.1 de la Cruz J, Kressler D, Linder P. Unwinding RNA in Saccharomyces cerevisiae: DEAD-box proteins and related families. Trends Biochem. Sci. May 1999, 24 (5): 192–8. PMID 10322435. doi:10.1016/S0968-0004(99)01376-6. 
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  12. ^ Aubourg S, Kreis M, Lecharny A. The DEAD box RNA helicase family in Arabidopsis thaliana. Nucleic Acids Res. January 1999, 27 (2): 628–36. PMC 148225 可免費查閱. PMID 9862990. doi:10.1093/nar/27.2.628. 
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  14. ^ Ghetti A, Company M, Abelson J. Specificity of Prp24 binding to RNA: a role for Prp24 in the dynamic interaction of U4 and U6 snRNAs. RNA. April 1995, 1 (2): 132–45. PMC 1369067 可免費查閱. PMID 7585243. 
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  16. ^ Silverman E, Edwalds-Gilbert G, Lin RJ. DExD/H-box proteins and their partners: helping RNA helicases unwind. Gene. July 2003, 312: 1–16. PMID 12909336. doi:10.1016/S0378-1119(03)00626-7. 
  17. ^ Sonenberg N. Cap-binding proteins of eukaryotic messenger RNA: functions in initiation and control of translation. Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology. 1988, 35: 173–207. ISBN 978-0-12-540035-0. PMID 3065823. doi:10.1016/S0079-6603(08)60614-5. 
  18. ^ Berthelot K, Muldoon M, Rajkowitsch L, Hughes J, McCarthy JE. Dynamics and processivity of 40S ribosome scanning on mRNA in yeast. Mol. Microbiol. February 2004, 51 (4): 987–1001. PMID 14763975. doi:10.1046/j.1365-2958.2003.03898.x 可免費查閱. 
  19. ^ Carrera P, Johnstone O, Nakamura A, Casanova J, Jäckle H, Lasko P. VASA mediates translation through interaction with a Drosophila yIF2 homolog. Mol. Cell. January 2000, 5 (1): 181–7. PMID 10678180. doi:10.1016/S1097-2765(00)80414-1. hdl:11858/00-001M-0000-0012-F80E-6 可免費查閱. 
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