RNA認識モチーフ

RNA認識モチーフ (RRM)

RNA認識モチーフ（RRM、またはRNA recognition motif）は、多くの真核生物が持つタンパク質の中に存在する、非常に重要な機能単位です。これは約90個のアミノ酸が集まって形成される構造ドメインであり、主に一本鎖のRNA分子と特異的に結合する能力を持っています。RNA結合ドメインとしては、真核生物のタンパク質に見られるものの中で最も数が多い、すなわち最大のファミリーを構成しています。

このRRMドメインには、RNAとの結合に関わる特徴的なアミノ酸配列が含まれています。特に重要なのは、「RNP-1コンセンサス配列」と呼ばれる、約8個のアミノ酸から成る保存された配列です。この配列は、RRMがRNAに結合する際の識別に重要な役割を果たします。

RRMを持つタンパク質は、細胞内で極めて多様な役割を担っています。その機能は、結合するRNAの種類や、同じタンパク質内に存在する他のドメイン、あるいは結合する他のタンパク質によって大きく異なります。RRM含有タンパク質が関与する主要な生命現象としては、以下のようなものが挙げられます。

核内ヘテロリボ核タンパク質（hnRNP）：前駆体mRNAのスプライシングや輸送に関与します。
選択的スプライシングの制御因子：SRタンパク質ファミリーや、U2AF2、Sxl（Sex-lethal）などのタンパク質が含まれ、mRNAの選択的スプライシングパターンを決定する上で中心的な役割を果たします。
低分子核リボ核タンパク質（snRNP）の構成要素：スプライシングに必要なU1 snRNPやU2 snRNPといった複合体の一部を構成します。
RNAの安定性や翻訳の制御因子：ポリA結合タンパク質（PABP）、Laタンパク質、Huタンパク質ファミリーなどがこれに含まれ、mRNAの寿命やタンパク質への翻訳効率を調節します。

RRMドメインの多くはRNA結合に特化していますが、中には異なる機能を持つものも存在します。例えば、スプライシング因子であるU2AFは、大小2つのサブユニットから成るヘテロ二量体として機能しますが、その中に含まれる2つのRRM様ドメインは、RNAではなく他のタンパク質との結合を介して、複合体形成や機能発現に寄与していると考えられています。これは、RRM構造が必ずしもRNA結合のみに用いられるわけではないことを示しています。

さらに、このRRMモチーフはRNA結合タンパク質だけでなく、いくつかの一本鎖DNAに結合するタンパク質にも見出されることがあります。これは、核酸への結合という基本的な機能において、DNAとRNAの間で構造的な類似性が利用されている可能性を示唆しています。

RRMの立体構造は比較的保存されており、典型的な構造は「β-α-β-β-α-βフォールド」として知られています。この構造は、4本の逆平行なベータシート（βストランド）と2本のアルファヘリックス（αヘリックス）が特定の配置で組み合わさって形成されます。RRMがRNAと結合する際には、このフォールドの特定の表面、特にベータシートの側鎖がRNA塩基と「スタッキング」と呼ばれる相互作用をすることで、安定的な結合を形成します。さらに、一部のRRMでは、RNAとの結合に伴って、通常は見られない3本目のアルファヘリックスが誘導されることも報告されており、RNA結合がドメイン構造に影響を与える例として興味深いものです。

RRMドメインは、その構造的多様性と機能の幅広さから、分子生物学や細胞生物学において長年研究の対象となってきました。その詳細な機能や構造については、これまでに多くの総説論文が発表されており、現在も活発な研究が進められています。

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