ヘリカーゼ

ヘリカーゼは、すべての生物にとって不可欠であると考えられている酵素の一種です。その主な機能は、生物の遺伝物質を解くことです。ヘリカーゼは、 ATP加水分解からのエネルギーを使用して、核酸ホスホジエステル骨格に沿って一方向に動き、2つのハイブリッド核酸鎖（したがってヘリカーゼ）を分離するモータータンパク質です。鎖分離を触媒する必要があるさまざまなプロセスを表す多くのヘリカーゼがあります。真核生物の遺伝子の約1％がヘリカーゼをコードしています。^[1]

ヒトゲノムは、 64 個の RNA ヘリカーゼと 31 個の DNA ヘリカーゼの計 95 個の非冗長ヘリカーゼをコードしている。^[2] DNA 複製、転写、翻訳、組み換え、DNA 修復、リボソーム生合成 などの多くの細胞プロセスには、核酸鎖の分離が伴うため、ヘリカーゼの使用が必要となる。一部の特殊なヘリカーゼは、感染時のウイルス核酸の感知にも関与し、免疫学的機能を果たす。ヘリカーゼは、DNA 複製および修復プロセスで重要な役割を果たす酵素である。その主な機能は、相補的塩基対間の水素結合を切断して二本鎖 DNA 分子をほどき、DNA 鎖を分離させることである。これにより複製フォークが生成され、これが新しい DNA 鎖を合成するためのテンプレートとして機能する。ヘリカーゼは、正確な DNA 複製と遺伝情報の維持を保証する細胞メカニズムの必須コンポーネントである。 DNA ヘリカーゼは退行を触媒します。RecG と酵素 PriA は協力して二本鎖 DNA を巻き戻し、ホリデイジャンクションを形成します。RecG は結合したタンパク質を解放し、PriA ヘリカーゼは DNA のリロードを促進して DNA 複製を再開します。RecG は一本鎖結合タンパク質 (SSB) を置き換え、フォーク退行中にヘリカーゼフォークローディング部位を制御します。SSB タンパク質は DNA ヘリカーゼ PriA および RecG と相互作用して、停止した DNA 複製フォークを回復します。これらの酵素は停止したフォークにロードされるために SSB ヘリカーゼに結合する必要があります。熱滑りと DNA 二本鎖結合は、RecG と SSB リンカーの結合のウェッジドメインによってサポートされている可能性があります。RecG と ATPH によって促進される退行反応では、後の処理のためにホリデイジャンクションが作成されます。

ヘリカーゼは、 ATP加水分解のエネルギーを使用して、 DNA 二重らせんまたは自己アニールしたRNA分子の鎖を分離するためによく使用されます。ATP加水分解は、アニールしたヌクレオチド塩基間の水素結合を切断するプロセスです。また、核酸関連タンパク質を除去し、相同DNA組み換えを触媒する機能もあります。^{[3]翻訳、転写、}リボソーム生合成、RNAスプライシング、RNA輸送、RNA編集、RNA分解などのRNA代謝プロセスはすべてヘリカーゼによって促進されます。 ^{[3]ヘリカーゼは、特定の酵素に特有の}方向性と処理能力を備え、二重鎖の1つの核酸鎖に沿って段階的に移動していきます。

ヘリカーゼはさまざまな構造とオリゴマー化状態をとる。DnaB様ヘリカーゼはDNA を環状の六量体としてほどくが、他の酵素は単量体または二量体として活性であることが示されている。研究により、ヘリカーゼは受動的に作用し、触媒されないほどきが起こるのを待ってから、移動した鎖間を転座する^[4]か、ATP 加水分解で生成されたエネルギーを使用して鎖分離を触媒する積極的な役割を果たす可能性があることが示されている^[5] 。後者の場合、ヘリカーゼは能動モーターと同等に作用し、ATPase 活性の直接的な結果として、基質に沿ってほどき、転座する [6]。^{ヘリカーゼ}は、フォーク接合部の不安定化を助ける補助タンパク質の存在により、in vitroよりもin vivoではるかに速く処理される可能性がある。 [ ^6]

ヘリカーゼ（青い三角形）は絡み合った DNA 鎖を分離し、娘鎖を形成できるようにします。

核酸を解くなどの酵素ヘリカーゼの作用は、それぞれの特定の作用の活性化障壁（）を下げることによって達成される。^{[7] [5] [8] [9]}活性化障壁はさまざまな要因の結果であり、次のように定義できる。 ${\displaystyle B}$

${\displaystyle B=N(\Delta G_{\text{bp}}-G_{\text{int}}-G_{\text{f}})}$

どこ

• ${\displaystyle N}$= 解かれた塩基対の数 (bps)、
• ${\displaystyle \Delta G_{\text{bp}}}$= 塩基対形成の自由エネルギー、
• ${\displaystyle G_{\text{int}}}$= ヘリカーゼによる自由エネルギーの減少、および
• ${\displaystyle G_{\text{f}}}$= 解離力による自由エネルギーの減少。

活性化障壁の高さに寄与する要因としては、関与する分子の特定の核酸配列、関与する塩基対の数、複製フォークにかかる張力、不安定化力などが挙げられる。^{[7] [5] [8] [9]}

ヘリカーゼが克服しなければならない活性化障壁の大きさは、ヘリカーゼを能動的ヘリカーゼと受動的ヘリカーゼに分類する際に影響します。受動的ヘリカーゼには、大きな活性化障壁が存在します ( と定義され、はボルツマン定数、 はシステムの温度です)。この大きな活性化障壁のため、その巻き戻しの進行は、分子内で巻き戻す核酸の配列と、複製フォークに作用する不安定化力の存在に大きく影響されます。^{[7] [5] [8] [9]}特定の核酸の組み合わせは巻き戻し速度を低下させますが (つまり、グアニンとシトシン)、さまざまな不安定化力は巻き戻し速度を上昇させます。^{[5] [8] [9]}受動システムでは、巻き戻し速度 ( ) は転座速度 ( ) (一本鎖核酸、ssNA に沿った転座) よりも低くなります。これは、巻き戻し速度の決定に複製フォークでの塩基対の一時的な解きほぐれに依存するためです。^{[7] [5] [8] [9]}${\displaystyle B>k_{\text{B}}T}$${\displaystyle k_{\text{B}}}$${\displaystyle T}$${\displaystyle V_{un}}$${\displaystyle V_{trans}}$

活性ヘリカーゼでは、ヘリカーゼが核酸を不安定化させ、核酸配列に関係なく、一定速度で二重らせんをほどくことができるため、システムに大きな障壁がないため、 となります。活性ヘリカーゼでは、活性ヘリカーゼが複製フォークを直接不安定化させて巻き戻しを促進する能力があるため、 は に近くなります。^{[7] [5] [8] [9]}${\displaystyle B<k_{\text{B}}T}$${\displaystyle V_{\text{un}}}$${\displaystyle V_{\text{trans}}}$

活性ヘリカーゼは、二本鎖核酸、dsNA、または ssNA の両方に作用する場合、巻き戻し速度と転座速度に関して同様の動作を示し、両方のシステムでと はほぼ等しくなります。 ${\displaystyle V_{\text{un}}}$${\displaystyle V_{\text{trans}}}$

これら 2 つのヘリカーゼのカテゴリーは、メカニズムとしてモデル化することもできます。このようなモデルでは、受動ヘリカーゼは、熱変動とそれに続く DNA 格子全体の異方性勾配によって駆動されるブラウン運動のラチェットとして概念化されます。対照的に、能動ヘリカーゼは、ステッピング モーター (パワーストローク モーターとも呼ばれます) として概念化され、コンフォメーションの「インチワーム」または手渡しの「歩行」メカニズムのいずれかを使用して前進します。^{[10]生物によって異なりますが、このようなヘリックス横断の前進は、5,000 [11]}から 10,000 ^[12] RPM の範囲の回転速度で発生します。

DNA ヘリカーゼは 1976 年に大腸菌で発見されました。このヘリカーゼは「DNA をほどく酵素」と説明され、「ATP 依存反応で DNA 二重鎖を変性させるが、検出可能なほどの分解は見られない」とされています。^[13]真核生物の DNA ヘリカーゼが最初に発見されたのは 1978 年のユリ植物でした。^[14]それ以来、DNA ヘリカーゼは他の細菌、ウイルス、酵母、ハエ、高等真核生物で発見され、分離されました。^[15]現在までに、少なくとも 14 種類のヘリカーゼが単細胞生物から分離されており、バクテリオファージから 6 種類、ウイルスから 12 種類、酵母から 15 種類、植物から 8 種類、子牛の胸腺から 11 種類、ヒト細胞から約 25 種類のヘリカーゼが分離されています。^[16]以下はヘリカーゼ発見の歴史です。

• 1976年–大腸菌由来DNAヘリカーゼの発見と単離^[13]
• 1978年– ユリ植物から単離された最初の真核生物DNAヘリカーゼの発見^[14]
• 1982年- 「T4遺伝子41タンパク質」が初めて報告されたバクテリオファージDNAヘリカーゼである^[15]
• 1985年– 子牛の胸腺から初めて哺乳類のDNAヘリカーゼが単離された^[17]
• 1986年- SV40大腫瘍抗原がウイルスヘリカーゼとして報告される（DNAヘリカーゼとして機能することが確認された最初のウイルスタンパク質として報告された）^[18]
• 1986年- 酵母タンパク質ATPaseIIIがDNAヘリカーゼであることが判明^[19]
• 1988年– ヘリカーゼモチーフであると判定された7つの保存されたアミノ酸ドメインの発見
• 1989年- DNAヘリカーゼスーパーファミリーIとスーパーファミリーIIの指定^[20]
• 1989年– DEADボックスヘリカーゼファミリーの同定^[21]
• 1990年– ヒトDNAヘリカーゼの単離^[22]
• 1992年– 初めて報告されたミトコンドリアDNAヘリカーゼの単離（牛の脳から）^[23]
• 1996年– エンドウ豆から初めて精製された葉緑体DNAヘリカーゼの発見の報告^[24]
• 2002年- 生化学的に活性な最初のマラリア原虫DNAヘリカーゼであるPlasmodium cynomolgiの分離と特性評価。^[25]

ヘリカーゼの共通機能は、ある程度のアミノ酸 配列相同性を示すという事実に起因しています。ヘリカーゼはすべて、ATP結合、ATP加水分解、核酸基質に沿った転座に関与する配列モチーフを一次構造の内部に持っています。アミノ酸配列の可変部分は、各ヘリカーゼの特定の特徴に関連しています。

これらのヘリカーゼモチーフの存在により、特定のタンパク質に推定ヘリカーゼ活性を帰属させることができますが、必ずしもそれが活性ヘリカーゼであると確認されるわけではありません。ただし、保存されたモチーフは酵素間の進化的相同性をサポートします。これらのヘリカーゼモチーフに基づいて、いくつかのヘリカーゼスーパーファミリーが区別されています。

ヘリカーゼは、共有配列モチーフに基づいて6つのグループ（スーパーファミリー）に分類されます。^[26]リング構造を形成しないヘリカーゼはスーパーファミリー1と2に属し、リング構造を形成するヘリカーゼはスーパーファミリー3から6に属します。^{[27]ヘリカーゼは、一本鎖DNAと二本鎖}DNAのどちらで機能するかによってαまたはβに分類されます。αヘリカーゼは一本鎖DNAで機能し、βヘリカーゼは二本鎖DNAで機能します。また、転座極性によっても分類されます。転座が3'-5'で発生する場合、ヘリカーゼはタイプAであり、転座が5'-3'で発生する場合、ヘリカーゼはタイプBです。^[26]

• スーパーファミリー 1 (SF1) : このスーパーファミリーは、さらに SF1A ヘリカーゼと SF1B ヘリカーゼに細分されます。^[26]このグループのヘリカーゼは、3'-5' (SF1A サブファミリー) または 5'-3' (SF1B サブファミリー) のいずれかの転座極性を持ちます。^{[26] [28]最もよく知られている SF1A ヘリカーゼは、}グラム陰性細菌のRep とUvrD 、およびグラム陽性細菌の PcrA ヘリカーゼです。^[26] SF1B グループで最もよく知られているヘリカーゼは、RecD と Dda ヘリカーゼです。^[26]これらは RecA のようなフォールドコアを持っています。^[27]
• スーパーファミリー 2 (SF2) : これは、さまざまな細胞プロセスに関与するヘリカーゼの最大のグループです。^{[26] [2]}これらは、Q、I、Ia、Ib、および II から VI の 9 つの保存されたモチーフの存在によって特徴付けられます。^[2]このグループは主に DEAD ボックス RNA ヘリカーゼで構成されています。^[27] SF2 に含まれる他のヘリカーゼには、RecQ 様ファミリーと Snf2 様酵素があります。^[26] SF2 ヘリカーゼのほとんどはタイプ A ですが、XPD ファミリーなどのいくつかの例外があります。^[26]これらは RecA 様フォールドコアを持っています。^[27]
• スーパーファミリー3（SF3）：スーパーファミリー3は、主に小型DNAウイルスと一部の大型核細胞質DNAウイルスによってコードされるAAA+ヘリカーゼで構成されています。^{[29] [30]}これらは3'-5'転座方向性を持ち、すべてA型ヘリカーゼであることを意味します。^[26]最もよく知られているSF3ヘリカーゼは、パピローマウイルスE1ヘリカーゼです。^[26]
• スーパーファミリー4（SF4）：SF4ファミリーのヘリカーゼはすべてB型極性（5'-3'）を持ち、RecAフォールドを持っています。^[26]最も研究されているSF4ヘリカーゼはバクテリオファージT7のgp4です。^[26]
• スーパーファミリー5（SF5）：Rhoタンパク質はSF5グループに属し、RecAフォールドを有する。^[26]
• スーパーファミリー6（SF6）：SF3分類に含まれないコアAAA+を含む。^[26] SF6グループのタンパク質には、ミニ染色体維持MCM、RuvB、RuvA、RuvCなどがある。^[26]

すべてのヘリカーゼは、P ループまたはウォーカー モチーフを含むファミリーのメンバーです。

ATRX遺伝子は、SNF2サブグループファミリーのATP依存性ヘリカーゼATRX（XH2およびXNPとしても知られる）をコードし、クロマチンリモデリング、遺伝子調節、DNAメチル化などの機能を担っていると考えられています。[ ^{31] [32] [33] [34]}これらの機能はアポトーシスの予防を助け、皮質のサイズ調節につながるほか、海馬や皮質構造の生存に寄与し、記憶や学習に影響を与えます。^[31]このヘリカーゼは、X染色体（Xq13.1-q21.1）のpericentromericヘテロクロマチンに位置し、ヘテロクロマチンタンパク質1に結合します。^{[31] [33]}研究により、ATRXはrDNAメチル化に役割を果たし、胚発生に不可欠であることが示されています。^[35] ATRXタンパク質全体に変異が見つかっており、その90％以上がジンクフィンガーとヘリカーゼドメインに位置している。^[36] ATRXの変異は、X連鎖性αサラセミア精神遅滞（ATR-X症候群）を引き起こす可能性がある。^[31]

ATRXに見られる様々なタイプの変異がATR-Xと関連していることが判明しており、最も一般的なものは一塩基ミスセンス変異、ナンセンス変異、フレームシフト変異、欠失変異などである。^[34] ATR-Xの特徴には、小頭症、骨格および顔面異常、精神遅滞、生殖器異常、発作、言語使用および能力の制限、およびα-サラセミアが含まれる。^{[31] [35] [32]} ATR-Xに見られる表現型は、ATRX遺伝子の変異がα-グロビン遺伝子などの遺伝子発現のダウンレギュレーションを引き起こすことを示唆している。^[32]異なる患者におけるATR-Xの様々な特徴の発現を引き起こす原因はまだ不明である。^[35]

XPD（色素性乾皮症因子D、ERCC2タンパク質としても知られる）は、鉄硫黄クラスタードメインを含む5'-3'、スーパーファミリーII、ATP依存性ヘリカーゼである。^{[26] [37]} XPDヘリカーゼの遺伝性点変異は、コケイン症候群（CS）やトリコチオジストロフィー（TTD）などの加速老化障害と関連していることが示されている。^[38]コケイン症候群とトリコチオジストロフィーはどちらも紫外線に対する感受性と早期老化を伴う発達障害であり、コケイン症候群は出生時から重度の知的障害を呈する。^[38] XPDヘリカーゼ変異は、紫外線に対する感受性を特徴とし、皮膚がんの発症を数千倍に増加させる疾患である色素性乾皮症（XP）にも関与している。 ^[38]

XPDは、細胞内の転写および修復因子であるTFIIH複合体の必須成分である。 ^{[38] [39] [40] [41] [42]}この複合体の一部として、 DNAをほどくことでヌクレオチド除去修復を促進する。^[38] TFIIHは、日光による損傷などの損傷したDNAの修復を助ける。^{[38] [39] [40] [41] [42]}この複合体の形成を助け、その機能に寄与するXPDヘリカーゼの変異は、3つの疾患すべてに見られる日光に対する感受性、XPに見られる癌のリスク増加、および抜毛症やコケイン症候群に見られる早期老化を引き起こす。^[38]

トリコチオジストロフィーを引き起こすXPDヘリカーゼ変異は、タンパク質間の相互作用に関与するさまざまな場所でタンパク質全体に見られます。^[38]この変異は、変異点で他のタンパク質と安定化相互作用を形成できないため、不安定なタンパク質になります。^[38]これにより、TFIIH複合体全体が不安定になり、細胞の転写および修復メカニズムに欠陥が生じます。^[38]

コケイン症候群につながる XPD ヘリカーゼの変異は、XPD 内の変異の結果である可能性があり、タンパク質の硬直化と、修復モードの「ロック」による修復機能から転写機能への切り替え不能を引き起こしている可能性が示唆されています。 ^[38]これにより、ヘリカーゼが転写用の DNA セグメントを切断する可能性があります。^[38]現在の証拠は、コケイン症候群の場合に XPD ヘリカーゼの欠陥によってタンパク質の柔軟性が失われていることを示唆していますが、このタンパク質構造がコケイン症候群で説明される症状にどのようにつながるかはまだ不明です。^[38]

色素性乾皮症では、XPDヘリカーゼ変異がATPまたはDNA結合部位に存在します。^[38]これにより、構造的に機能するヘリカーゼが生まれ、転写を促進できますが、DNAの巻き戻しとDNA修復の機能は阻害されます。^[38]日光によるダメージなどによって引き起こされる変異を修復する細胞の能力の欠如が、色素性乾皮症患者の癌発生率が高い原因です。

RecQヘリカーゼ（3'-5'）はスーパーファミリーIIグループのヘリカーゼに属し、ゲノムの安定性を維持し、不適切な組み換えを抑制するのに役立ちます。^{[43] [44]} RecQファミリーヘリカーゼの欠損や変異は、異常な遺伝子組み換えやDNA複製を示し、染色体の不安定性と全体的な増殖能力の低下につながります。^[43]相同組み換えを制御する役割を果たすRecQファミリーヘリカーゼBLM、RECQL4 、およびWRNの変異は、それぞれ常染色体劣性疾患であるブルーム症候群（BS）、ロスマンド・トムソン症候群（RTS）、およびウェルナー症候群（WS）を引き起こすことが示されている。^{[44] [45]}

ブルーム症候群は、早期に発症し、癌になりやすいのが特徴で、平均発症年齢は24歳です。^{[44] [46]}ブルーム症候群患者の細胞は、姉妹染色分体（SCE）間の相互交換と過度の染色体損傷の頻度が高いことが示されています。^[47] BLMが複製フォークで中断されたDNA複製を救済する役割を果たしていることを示唆する証拠があります。^[47]

ウェルナー症候群は早期老化の障害であり、その症状には動脈硬化症や骨粗鬆症などの加齢に伴う疾患の早期発症、肉腫の高発生、40代から60代での心筋梗塞や癌による死亡などがある。^{[44] [48]}ウェルナー症候群患者の細胞は染色体の切断や転座、染色体成分の大規模な欠失により生殖寿命が短縮し、ゲノム不安定性を引き起こす。^[48]

ロスムンド・トムソン症候群は先天性多形皮膚皮膚症としても知られ、早期老化、皮膚や骨格の異常、発疹、多形皮膚皮膚症、若年性白内障、骨肉腫などの癌になりやすい体質が特徴です。^{[44] [49]}ロスムンド・トムソン症候群患者の細胞には、ゲノム不安定性を引き起こす染色体再編成が見られます。 RecQは、細菌、古細菌、真核生物（ヒトなど）を含むさまざまな生物に存在するDNAヘリカーゼ酵素のファミリーです。これらの酵素は、DNAの複製、組み換え、修復の際のDNA代謝に重要な役割を果たします。ヒトには、RecQ1、BLM、WRN、RecQ4、RecQ5の5つのRecQヘリカーゼタンパク質が知られています。これらの遺伝子のいくつかの変異は、遺伝性疾患に関連しています。例えば、BLM遺伝子の変異は、がんリスクの増加やその他の健康問題の特徴であるブルーム症候群を引き起こします。^[50] WRN遺伝子の変異は、早期老化と加齢関連疾患のリスク増加を特徴とするウェルナー症候群につながります。 RecQヘリカーゼは、ゲノムの安定性と完全性を維持するために不可欠です。これらは、がんなどの疾患につながる可能性のある遺伝子異常の蓄積を防ぐのに役立ちます。ゲノムの完全性は、DNA修復、組み換え、複製、および転写プロセスを含むRecQ DNAヘリカーゼファミリーに依存しています。ゲノム不安定性と早期老化は、ヒトRecQヘリカーゼの変異から生じる状態です。^[51] RecQヘリカーゼSgs1は酵母細胞では欠損しているため、酵母細胞はヒト細胞異常とRecQヘリカーゼ機能を理解するための有用なモデルとなっています。^[52] RecQヘリカーゼファミリーのメンバーであるRECQ1は、個人における少数のまれな遺伝性がん疾患に関連しています。これは転写、細胞周期、DNA修復に関与しています。最近の研究によると、RECQ1遺伝子のミスセンス変異は家族性乳がんの発症に関与している可能性があります。DNAヘリカーゼはDNA損傷領域に引き寄せられることが多く、細胞のDNA複製、組み換え、修復、転写に不可欠です。その分子プロセスの化学的操作により、がん細胞の分裂速度、および処理の効率と細胞の恒常性を変化させることができます。DNA代謝タンパク質の一種であるDNAヘリカーゼが小分子によって捕捉されると、急速に増殖するがん細胞に悪影響を及ぼす可能性があり、がん治療に有効である可能性があります。

減数分裂中、染色分体中のDNA 二重鎖切断やその他のDNA 損傷は、姉妹染色分体または相同な非姉妹染色分体をテンプレートとして使用して相同組み換えによって修復されます。この修復の結果、交差(CO) 組み換え、またはより一般的には非交差 (NCO) 組み換えが発生します。酵母Schizosaccharomyces pombeでは、 FANCMファミリーDNA ヘリカーゼ FmI1 が減数分裂中の NCO 組み換えの形成を指示します。^[53] RecQ型ヘリカーゼRqh1 も NCO 減数分裂組み換えを指示します。^{[54]これらのヘリカーゼは、} D ループ中間体 をほどく能力を介して、合成依存性鎖アニーリングのプロセスによって NCO 組み換えを促進します。

植物シロイヌナズナでは、FANCMヘリカーゼがNCOを促進し、CO組み換え体の形成を阻害する。^[55] 別のヘリカーゼであるRECQ4A/Bも独立してCOを減少させる。COが制限されるのは、CO組み換えの長期的なコスト、つまり過去の自然選択によって構築された対立遺伝子の好ましい遺伝子の組み合わせが分解されるためだと示唆されている。^[55]

RNAヘリカーゼは、リボソーム生合成、プレmRNAスプライシング、翻訳開始など、RNA代謝のほとんどのプロセスに必須である。また、ウイルスRNAの感知にも重要な役割を果たしている。^[56] RNAヘリカーゼは、脊椎動物において外来RNAを識別できるため、抗ウイルス免疫応答の媒介に関与している。全ウイルスの約80％はRNAウイルスであり、独自のRNAヘリカーゼを含む。^[57]欠陥のあるRNAヘリカーゼは、がん、感染症、神経変性疾患に関連している。^[56]欠陥のあるRNAヘリカーゼに関連する神経疾患には、筋萎縮性側索硬化症、脊髄性筋萎縮症、脊髄小脳失調症2型、アルツハイマー病、致死性先天性拘縮症候群などがある。^[57]

RNAヘリカーゼとDNAヘリカーゼは、SF6を除くすべてのヘリカーゼスーパーファミリーに共存している。^{[58] [59]}現在までに同定されている真核生物のRNAヘリカーゼはすべて非環形成性であり、SF1およびSF2の一部である。一方、環形成性RNAヘリカーゼは細菌やウイルスで発見されている。^[56]しかし、すべてのRNAヘリカーゼが酵素機能によって定義されるヘリカーゼ活性、すなわちSwi/Snfファミリーのタンパク質を示すわけではない。これらのタンパク質は典型的なヘリカーゼモチーフを持ち、核酸依存的にATPを加水分解し、ヘリカーゼコアの周りに構築されているが、一般に巻き戻し活性は観察されない。^[60]

巻き戻し活性を示すRNAヘリカーゼは、少なくとも2つの異なるメカニズム、すなわち標準的な二重鎖巻き戻しと局所鎖分離によって特徴付けられる。標準的な二重鎖巻き戻しは、前述のように、DNA巻き戻しにおける二重鎖の段階的な方向性分離である。しかし、局所鎖分離は、ヘリカーゼ酵素が二重鎖の任意の場所にロードされるプロセスによって起こる。これは通常、RNAの一本鎖領域によって促進され、酵素のロードはATP結合を伴う。^[61]ヘリカーゼとATPが結合すると、局所鎖分離が起こり、ATPの結合は必要だが、ATP加水分解の実際のプロセスは必要ない。^[62]塩基対の数が少なくなると、二重鎖は酵素のさらなる支援なしに解離する。この巻き戻しモードは、DEAD/DEAHボックスヘリカーゼによって使用される。^[63]

RNAヘリカーゼデータベース^[64]は現在オンラインで利用可能であり、これにはRNAヘリカーゼの包括的なリストと、配列、構造、生化学的機能、細胞機能などの情報が含まれています。^[56]

ヘリカーゼ活性をin vitroで測定するためには、さまざまな方法が用いられている。これらの方法は、定性的アッセイ（通常は値や測定値を伴わない結果を伴うアッセイ）から定量的アッセイ（統計的および数値的分析に利用できる数値的結果を伴うアッセイ）まで多岐にわたる。1982～1983年に、ヘリカーゼ活性を測定するための最初の直接生化学アッセイが開発された。^{[15] [65]}この方法は「鎖置換アッセイ」と呼ばれていた。

• 鎖置換アッセイでは、DNA 二重鎖の放射標識を行います。ヘリカーゼ処理後、非変性PAGE 電気泳動により、一本鎖 DNA が二本鎖 DNA とは別個に視覚的に検出されます。一本鎖 DNA の検出後、一本鎖 DNA 上の放射性タグの量を定量化し、二本鎖 DNA のほどけた量を数値化します。
  鎖置換アッセイは定性分析には適していますが、複数の時点の結果を表示できないこと、時間がかかること、および標識付けに放射性化合物が必要であることから、ヘリカーゼ活性をリアルタイムで監視できる診断法の開発が必要でした。

その後、ハイスループットメカニクス、非放射性ヌクレオチド標識の使用、より速い反応時間/より少ない時間消費、ヘリカーゼ活性のリアルタイムモニタリング（エンドポイント/シングルポイント分析の代わりに運動測定を使用）など、すべてではないにしてもいくつかの要素を取り入れた他の方法が開発されました。これらの方法論には、「急速消光フロー法、蛍光ベースのアッセイ、濾過アッセイ、シンチレーション近接アッセイ、時間分解蛍光共鳴エネルギー移動アッセイ、フラッシュプレート技術に基づくアッセイ、均質時間分解蛍光消光アッセイ、電気化学発光ベースのヘリカーゼアッセイ」が含まれます。^[16]特殊な数式を使用すると、これらのアッセイのいくつかは、ヘリカーゼが1つのATP分子の加水分解ごとに何個の塩基対ヌクレオチドを切断できるかを決定するために使用できます。^[66]

市販の診断キットも入手可能です。そのようなキットの 1 つに、 PerkinElmer社の「Trupoint」診断アッセイがあります。このアッセイは、互いに近接して結合する 2 つのラベルに基づく PerkinElmer 社の「SignalClimb」技術を利用した時間分解蛍光消光アッセイです。1 つのラベルは蛍光ランタニドキレートで、適切な 96/384 ウェル プレート リーダーで監視されるラベルとして機能します。もう 1 つのラベルは有機消光分子です。このアッセイの基本は、2 つのラベルが近接している場合 (DNA 二重鎖が本来の状態にある場合) に有機消光分子によってランタニドキレート シグナルが「消光」または抑制されることです。二重鎖のヘリカーゼ活性により、消光ラベルとランタニド ラベルは DNA がほどかれるにつれて分離されます。この近接性の低下により、消光剤のランタニド信号を抑制する能力が打ち消され、解けたDNAの量を表す蛍光の検出可能な増加が引き起こされ、ヘリカーゼ活性の定量的な測定値として使用できます。単一分子蛍光イメージング技術の実行と使用では、落射蛍光イメージングと組み合わせた光トラッピング、および全反射蛍光可視化と組み合わせた表面固定化を含む方法に焦点を当てています。マイクロチャネルフローセルとマイクロ流体制御と組み合わせることで、個々の蛍光標識タンパク質とDNA分子を画像化して追跡し、単一分子解像度でDNAの巻き戻しと転座を測定できます。^[67]

ヘリカーゼの極性は「方向性」とも呼ばれ、DNA/RNA一本鎖上でヘリカーゼが移動する方向（5'→3'または3'→5'として特徴付けられる）として定義されます。この極性の決定は、たとえば、テストされたヘリカーゼがDNAリーディング鎖に結合するか、DNAラギング鎖に結合するかを決定する際に重要です。このヘリカーゼの特徴を特徴付けるために、部分的に二重鎖のDNAが基質として使用されます。この基質には、中央の一本鎖DNA領域があり、この領域の両側に異なる長さの二重鎖DNA領域（5'→3'に走る短い領域と3'→5'に走る長い領域）があります。^[68]ヘリカーゼがその中央の一本鎖領域に追加されると、新しく形成された一本鎖DNAの特性評価によって極性が決定されます。

• クロモドメインヘリカーゼ DNA 結合タンパク質: CHD1、CHD1L、CHD2、CHD3、CHD4、CHD5、CHD6、CHD7、CHD8、CHD9
• DEAD ボックス/ DEAD/DEAH ボックス ヘリカーゼ: DDX3X、DDX5、DDX6、DDX10、DDX11、DDX12、DDX58、DHX8、DHX9、DHX37、DHX40、DHX58
• ASCC3、BLM、BRIP1、DNA2、FBXO18、FBXO30、HELB、HELLS、HELQ、HELZ 、 HFM1、HLTF、IFIH1、NAV2、PIF1、RECQL、RTEL1、SHPRH、SMARCA4、SMARCAL1、WRN、WRNIP1
• RNAヘリカーゼデータベース

ウィキメディア・コモンズには、ヘリカーゼに関連するメディアがあります。

• 米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)の DNA+ヘリカーゼ
• 米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)の RNA+ヘリカーゼ