Dziedzina o nieznanej funkcji
Domena o nieznanej funkcji (DUF) to domena białkowa , która nie ma scharakteryzowanej funkcji. Rodziny te zostały zebrane razem w Pfam przy użyciu przedrostka DUF, po którym następuje numer, na przykład DUF2992 i DUF1220 . Od 2019 roku w bazie danych Pfam znajduje się prawie 4000 rodzin DUF, co stanowi ponad 22% znanych rodzin. Niektóre DUF nie są nazywane przy użyciu nomenklatury ze względu na popularne użycie, ale mimo to są DUF.
Oznaczenie DUF jest wstępne, a nazwy takich rodzin są zwykle zmieniane na bardziej szczegółowe (lub łączone z istniejącą domeną) po zidentyfikowaniu funkcji.
Historia
Schemat nazewnictwa DUF został wprowadzony przez Chrisa Pontinga poprzez dodanie DUF1 i DUF2 do bazy danych SMART . Stwierdzono, że te dwie domeny są szeroko rozpowszechnione w bakteryjnych białkach sygnałowych. Następnie zidentyfikowano funkcje tych domen i od tego czasu zmieniono ich nazwy odpowiednio na domenę GGDEF i domenę EAL .
Charakteryzacja
genomiki strukturalnej próbowały zrozumieć funkcję DUF poprzez określenie struktury. Struktury ponad 250 rodzin DUF zostały rozwiązane. Ta praca (2009) wykazała, że około dwie trzecie rodzin DUF miało strukturę podobną do poprzednio rozwiązanej, a zatem prawdopodobnie były rozbieżnymi członkami istniejących nadrodzin białek, podczas gdy około jedna trzecia posiadała nowy fałd białkowy.
Niektóre rodziny DUF dzielą zdalną homologię sekwencji z domenami, które mają scharakteryzowaną funkcję. Praca obliczeniowa może być wykorzystana do połączenia tych relacji. W pracy z 2015 roku udało się przypisać 20% DUF do scharakteryzowanych nadrodzin strukturalnych. Pfam również stale wykonuje (ręcznie weryfikowane) przydziały we wpisach nadrodziny „klanowej”.
Częstotliwość i zachowanie
Ponad 20% wszystkich domen białkowych zostało opisanych jako DUF w 2013 r. Około 2700 DUF występuje w bakteriach w porównaniu z nieco ponad 1500 u eukariotów. Ponad 800 DUF jest wspólnych dla bakterii i eukariontów, a około 300 z nich jest również obecnych w archeonach. W sumie 2786 bakteryjnych domen Pfam występuje nawet u zwierząt, w tym 320 DUF.
Rola w biologii
Wiele DUF jest wysoce konserwatywnych, co wskazuje na ważną rolę w biologii. Jednak wiele takich DUF nie jest niezbędnych, stąd ich rola biologiczna często pozostaje nieznana. Na przykład DUF143 jest obecny w większości bakteryjnych i eukariotycznych . Jednak po usunięciu go w Escherichia coli nie wykryto żadnego oczywistego fenotypu . Później wykazano, że białka zawierające DUF143 są rybosomalnymi czynnikami wyciszającymi, które blokują składanie dwóch podjednostek rybosomu. Chociaż ta funkcja nie jest niezbędna, pomaga komórkom przystosować się do warunków o niskiej zawartości składników odżywczych poprzez zatrzymanie biosyntezy białek. W rezultacie te białka i DUF stają się istotne tylko wtedy, gdy komórki głodują. Uważa się zatem, że wiele DUF (lub białek o nieznanej funkcji, PUF) jest wymaganych tylko w określonych warunkach.
Niezbędne DUFy
Goodacre i in. zidentyfikowali 238 DUF w 355 niezbędnych białkach (w 16 modelowych gatunkach bakterii), z których większość reprezentuje białka jednodomenowe, jasno ustalając biologiczną niezbędność DUF. Te DUF są nazywane „niezbędnymi DUF” lub eDUF.