Домен неизвестной функции (DUF) — это домен белка , который не имеет охарактеризованной функции. Эти семейства были собраны вместе в базе данных Pfam с использованием префикса DUF, за которым следует номер, например, 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 названы с использованием номенклатуры 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 того, как функция определена. [2] [3]
Схема именования DUF была введена Крисом Понтингом путем добавления DUF1 и DUF2 в базу данных SMART . [4] Было обнаружено, что эти два домена широко распространены в бактериальных сигнальных белках. Впоследствии функции этих доменов были идентифицированы, и с тех пор они были переименованы в домен GGDEF и домен EAL соответственно. [2]
Программы структурной геномики пытались понять функцию DUF посредством определения структуры. Были решены структуры более 250 семейств DUF. Эта работа (2009) показала, что около двух третей семейств DUF имели структуру, похожую на ранее решенную, и, следовательно, вероятно, были дивергентными членами существующих суперсемейств белков, тогда как около одной трети обладали новой белковой укладкой. [5]
Некоторые семейства DUF разделяют отдаленную гомологию последовательностей с доменами, которые имеют охарактеризованную функцию. Вычислительная работа может быть использована для связывания этих отношений. Работа 2015 года смогла назначить 20% DUF охарактеризованным структурным суперсемействам. [6] Pfam также непрерывно выполняет (вручную проверенное) назначение в записях суперсемейств «клана». [1]
Более 20% всех доменов белков были аннотированы как DUF в 2013 году. 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 в археях. Всего 2786 бактериальных доменов Pfam встречаются даже у животных, включая 320 DUF. [7]
Многие DUF высококонсервативны, что указывает на важную роль в биологии. Однако многие такие DUF не являются необходимыми, поэтому их биологическая роль часто остается неизвестной. Например, DUF143 присутствует в большинстве бактерий и эукариотических геномов. [8] Однако, когда он был удален в Escherichia coli , не было обнаружено никакого очевидного фенотипа . Позже было показано, что белки, содержащие DUF143, являются рибосомными факторами сайленсинга, которые блокируют сборку двух рибосомных субъединиц. [8] Хотя эта функция не является необходимой, она помогает клеткам адаптироваться к условиям низкого содержания питательных веществ, прекращая биосинтез белка. В результате эти белки и DUF становятся значимыми только тогда, когда клетки голодают. [8] Таким образом, считается, что многие DUF (или белки неизвестной функции, PUF) требуются только при определенных условиях.
Гудакр и др. идентифицировали 238 DUF в 355 основных белках (в 16 модельных бактериальных видах), большинство из которых представляют собой однодоменные белки, что четко устанавливает биологическую важность DUF. Эти DUF называются «основными DUF» или eDUF. [7]