POUドメイン
タンパク質ファミリー
タンパク質ドメイン
Pouドメイン - N末端からホメオボックスドメイン
識別子
シンボルポウ
ファムPF00157
インタープロIPR000327
プロサイトPDOC00035
SCOP210月1日 / スコープ / SUPFAM
利用可能なタンパク質構造:
ファム  構造 / ECOD  
PDBRCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBサム構造の概要

POU（発音は「パウ」）は、よく保存されたホメオドメインを持つ真核生物の転写因子のファミリーです。[1] Pouドメインは、これらのタンパク質に見られる二分されたDNA結合ドメインです。

語源

POU という頭字語は、次の 3 つの転写因子の名前に由来しています。

多様性

POU ドメイン遺伝子は、線虫、ショウジョウバエ、アフリカツメガエル、ゼブラフィッシュ、 ヒトなど多種多様な生物に存在することが分かっています が、植物 や菌類ではまだ特定されていません。

動物種間のPOUドメイン遺伝子の比較から、このファミリーは6つの主要なクラス（POU1～POU6）に分類できることが示唆されています。Pit -1はPOU1クラスに属し、Oct-1とOct-2はPOU2クラスに属し、Unc-86はPOU4クラスに属します。これらの6つのクラスは動物進化の初期に分岐しました。POU1、POU3、POU4、POU6クラスは海綿動物と真正後生動物の最後の共通祖先よりも前に進化し、POU2は左右相称動物で進化し、POU5は脊椎動物に特有であると考えられます。[2]

グラム陽性原核 生物である 枯草菌由来の転写制御因子comS（コンピテンスタンパク質）のPOUホメオドメインのアミノ酸配列は、驚くほど高いレベルで保存されています（37%～42%）。[3] POUホメオドメイン制御因子が後生動物 の組織分化につながるのと同様に、この転写因子は枯草菌の亜集団を遺伝的コンピテンスの状態へと分化させるのに重要です。

関数

POUタンパク質は、POUドメインと呼ばれる二分されたDNA結合ドメインを含む真核生物の転写因子です。POUファミリーの様々なメンバーは多様な機能を有し、その全てが神経内分泌系の機能[4]と生物の発生[5]に関連しています。免疫グロブリン軽鎖および重鎖遺伝子（Oct-2）[6] [7] 、そしてプロラクチンや成長ホルモン遺伝子（Pit-1）などの栄養ホルモン遺伝子もPOUによって制御されています。

構造

POUドメインは、15〜55アミノ酸の非保存領域で分離された2つのサブユニットから構成される二分ドメインです。N末端サブユニットはPOU特異的（POUs）ドメイン（InterPro：  IPR000327）として知られており、C末端サブユニットはホメオボックスドメイン（InterPro：  IPR007103）です。DNAに結合した両方のPOUサブドメインを含む複合体の3D構造が利用可能です。両方のサブドメインには、二分DNA結合部位の2つのコンポーネントに直接関連する構造モチーフ「ヘリックス-ターン-ヘリックス」が含まれており、どちらも高親和性の配列特異的DNA結合に必要です。このドメインは、タンパク質間相互作用にも関与している可能性があります。[8]サブドメインは柔軟なリンカーによって接続されています。[9] [10] [11]タンパク質では、POU特異的ドメインは常にホメオドメインを伴います。配列相同性がないにもかかわらず、POUの3D構造はバクテリオファージラムダリプレ​​ッサーやHTH_3ファミリーの他のメンバーの3D構造と類似している。[9] [10]

例

POU ドメインを含むタンパク質をコードするヒト遺伝子および関連擬似遺伝子には以下が含まれます。

参考文献

  1. ^ Phillips K, Luisi B (2000年10月). 「汎用性の達人：柔軟性を持ってフィットするPOUタンパク質」. Journal of Molecular Biology . 302 (5): 1023–39 . doi :10.1006/jmbi.2000.4107. PMID  11183772.
  2. ^ Gold, David A.; Gates, Ruth D.; Jacobs, David K. (2014-12-01). 「POUクラス遺伝子の初期拡大と進化ダイナミクス」. Molecular Biology and Evolution . 31 (12): 3136– 3147. doi :10.1093/molbev/msu243. ISSN  0737-4038. PMC 4245813. PMID 25261405  . 
  3. ^ D'Souza C, Nakano MM, Zuber P (1994年9月). 「枯草菌における遺伝的コンピテンスの確立を制御するsrfAオペロン遺伝子comSの同定」Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 91 (20): 9397–401 . doi : 10.1073/pnas.91.20.9397 . PMC 44819. PMID 7937777  . 
  4. ^ Assa-Munt N, Mortishire-Smith RJ, Aurora R, Herr W, Wright PE (1993年4月). 「Oct-1 POU特異的ドメインの溶液構造は、バクテリオファージラムダリプレ​​ッサーDNA結合ドメインとの顕著な類似性を示す」. Cell . 73 (1): 193– 205. doi :10.1016/0092-8674(93)90171-L. PMID  8462099. S2CID  24276357.
  5. ^ Andersen B, Rosenfeld MG (2001年2月). 「神経内分泌系におけるPOUドメイン因子：発生生物学からの教訓がヒト疾患への洞察をもたらす」.内分泌レビュー. 22 (1): 2– 35. doi : 10.1210/edrv.22.1.0421 . PMID  11159814.
  6. ^ Petryniak B, Staudt LM, Postema CE, McCormack WT, Thompson CB (1990年2月). 「ニワトリのオクタマー結合タンパク質の特性解析により、POUドメイン含有ホメオボックス転写因子は脊椎動物の進化において高度に保存されてきたことが示された」. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 87 (3): 1099– 1103. doi : 10.1073/pnas.87.3.1099 . PMC 53418. PMID 1967834  . 
  7. ^ Johnson WA, Hirsh J (1990年2月). 「ショウジョウバエのPOUドメインタンパク質と特定のドーパミン作動性ニューロンにおける遺伝子発現を制御する配列要素との結合」Nature 343 ( 6257 ): 467– 470. doi :10.1038/343467a0. PMID  1967821. S2CID  9315961.
  8. ^ Mathis JM, Simmons DM, He X, Swanson LW, Rosenfeld MG (1992年7月). 「Brain 4：脳特異的な発現を示す新規哺乳類POUドメイン転写因子」. The EMBO Journal . 11 (7): 2551– 2561. doi :10.1002/j.1460-2075.1992.tb05320.x. PMC 556730. PMID  1628619 . 
  9. ^ ab Phillips K, Luisi B (2000年10月). 「汎用性の達人：柔軟性を持ってフィットするPOUタンパク質」. Journal of Molecular Biology . 302 (5): 1023– 1039. doi :10.1006/jmbi.2000.4107. PMID  11183772.
  10. ^ ab Klemm JD, Rould MA, Aurora R, Herr W, Pabo CO (1994年4月). 「オクタマー部位に結合したOct-1 POUドメインの結晶構造：連結DNA結合モジュールによるDNA認識」. Cell . 77 (1): 21– 32. doi :10.1016/0092-8674(94)90231-3. PMID  8156594. S2CID  36371069.
  11. ^ Jacobson EM, Li P, Leon-del-Rio A, Rosenfeld MG, Aggarwal AK (1997年1月). 「DNAに二量体として結合したPit-1 POUドメインの構造：予想外の配置と柔軟性」. Genes & Development . 11 (2): 198– 212. doi : 10.1101/gad.11.2.198 . PMID  9009203.
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