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RNA結合タンパク質データベース（RBPDB）は、RNA結合部位の実験的観察を含む、RNA結合タンパク質の特異性に関する生物学的データベースです。含まれる実験結果は、一次文献からのin vitroおよびin vivoの両方です。 [ 1 ]このデータベースには、ヒト（Homo sapiens）、マウス（Mus musculus）、ショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）、および線虫（Caenorhabditis elegans ）の 4種の多細胞生物が含まれています。このデータベースに含まれるRNA結合ドメインには、RNA認識モチーフ、K相同性、CCCH亜鉛フィンガー、およびその他のドメインが含まれます。2021年現在最新のRBPDBリリース（v1.3、2012年9月）には1,171個のRNA結合タンパク質が含まれています。[ 2 ]
転写と翻訳のプロセスは、原核生物と真核生物で異なります。原核生物とは異なり、これらの 2 つのプロセスは、真核生物の核と細胞質で別々に行われます。このため、真核生物は、スプライシング、編集、ポリアデニル化を含む転写後修飾と呼ばれる戦略を使用して、pre-mRNA を処理します。RNA結合タンパク質 (RBP) は、このプロセスで重要な役割を果たします。すべての RBP は、異なる特異性と親和性に応じて RNA に結合できます。[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] RBP は、少なくとも 1 つの RNA 結合ドメインを含み、通常は複数の結合ドメインを持っています。RNA 結合ドメイン (RBD、RNP ドメインおよび RNA 認識モチーフ、RRM としても知られています)、K ホモロジー (KH) ドメイン (タイプ I およびタイプ II)、RGG (Arg-Gly-Gly) ボックス、Sm ドメイン; DEAD/DEAHボックス、亜鉛フィンガー（ZnF、主にC-x8-X-x5-X-x3-H）、二本鎖RNA結合ドメイン（dsRBD）、コールドショックドメイン、Pumilio/FBF（PUFまたはPum-HD）ドメイン、およびPiwi/Argonaute/Zwille（PAZ）ドメインはよく特徴付けられている。[ 6 ] [ 7 ]
RBPは複数の結合ドメインによって構築されています。これらのドメインにはいくつかの基本的なモジュールユニットが含まれています。単一のモチーフと比較して、RBPはこれらの複数のモチーフによってはるかに長い核酸領域を認識できます。一方、RBPは弱い相互作用を形成することによってRNAに結合します。これらのモチーフによって弱い相互作用面が大幅に増加します。その結果、RBPは単一ドメインよりも高い特異性と親和性でRNAに結合できます。[ 8 ] RNA結合タンパク質データベースには、主に3つの特定のカテゴリがあります。それらは、RNA認識モチーフ（RRM）、K相同ドメイン（KHドメイン）、および亜鉛フィンガーです。
ルンデの論文では、彼らのグループがさまざまな種類のRNA結合タンパク質モチーフとその特定の機能を紹介している。[ 7 ]
RNA認識ロティフ（RRM）は、 2つのヘリックスを持つ4本の逆平行βシート（βαββαβトポロジー）を形成する約80～90個のアミノ酸から構成されています。βシートはRNA認識において重要な役割を果たします。通常、βシート上の3つの保存残基がこの認識プロセスにおいて非常に重要です。具体的には、ArgまたはLys残基がホスホジエステル骨格に塩橋を形成し、他の2つの芳香族残基が核酸塩基とスタッキング相互作用を形成します。これら4つのβシートはそれぞれ1つのヌクレオチドを認識します。しかし、露出したループと追加の二次構造により、RRMは最大8つのヌクレオチドを認識できます。[ 7 ] [ 9 ]
K相同ドメイン（KHドメイン）は、ヒトで最初に同定されたドメインです。これはヘテロ核リボ核タンパク質（hnRNP）Kに由来します。したがって、このファミリーに属する結合ドメインはK相同ドメインと呼ばれます。これは、ssDNAとssRNAの両方に結合するドメインです。真核生物、真正細菌、古細菌は通常、このタイプのドメインを持っています。このドメインは約70個のアミノ酸から構成されています。このドメインの重要な特徴配列は(I/L/V)IGXXGXX(I/L/V)です。すべてのKHドメインは、3本のβシートと3本のαヘリックスから構成されています。このドメインには2つのサブファミリーがあります。タイプI KHドメイン（βααββαトポロジー）とタイプII KHドメイン（αββααβトポロジー）です。どちらのクラスにおいても、GXXGループ、隣接するヘリックス、βストランド、およびβ2とβ3の間（タイプI）またはα2とβ2の間（タイプII）の可変ループは、RNAの認識において非常に重要な役割を果たします。[ 7 ] [ 10 ]
亜鉛フィンガーは、亜鉛配位残基を含むドメインです。このドメインには、Cys2His2 (CCHH)、CCCH、CCHC の 3 つの主要なタイプがあります。一般的に、このドメインの繰り返しが複数あり、タンパク質内で協調して機能します。CCHH 亜鉛フィンガーが DNA に結合すると、認識 α ヘリックスの残基が主溝のワトソン-クリック塩基対と水素結合を形成します。RNA に結合する場合、DNA の認識に使用される同じ残基が RNA の認識にも使用される可能性があります。亜鉛フィンガーがこれら 2 種類のヌクレオチドを区別するために使用する戦略には、このドメインの異なる構造配置が含まれる可能性があります。CCCH および CCHC 亜鉛フィンガーは、AU リッチ RNA エレメントに結合します。CCHH 亜鉛フィンガーとは異なり、タンパク質の形状が特異性の主要な決定要因です。[ 7 ] [ 11 ]
RayとKazanの論文では、RBPの配列特異性に関する問題を取り上げています。彼らの研究では、1つのRBPを、複雑なRNAプールのモル比で非常に高い濃度でインキュベートします。タンパク質はアフィニティーセレクションによって回収され、結合したRNAはマイクロアレイと計算解析によって調べられます。彼らの結果は、RNA結合タンパク質が配列特異性を持ち、同一または密接に関連するRBPは特定の類似RNA配列に結合することを示しています。[ 12 ]
現在、RNA結合タンパク質データベース（RBPDB）には、ヒト、マウス、ショウジョウバエ、線虫由来の1171個のRNA結合タンパク質が登録されています。タンパク質はドメインまたは種で検索できます。どちらの方法でも、遺伝子シンボル、アノテーションID、同義語、遺伝子説明、種、RNA結合ドメイン、実験数、相同体などの詳細情報リストが表示されます。実験数のリンクをクリックすると、そのタンパク質に関連する研究論文にアクセスできます。また、このデータベースでは、特定のRNA結合配列に関連する実験を検索することもできます。さらに、このサイトは、配列の結合部位を予測するのに役立ちます。