ヘリカーゼは、すべての生命体にとって非常に重要なタンパク質を加水分解タイプの酵素群を意味し、それらはモータータンパク質とも呼ばれます。これらは細胞の細胞質を移動し、ATP加水分解により化学エネルギーを機械的仕事に変換します。
その最も重要な機能は、核酸の窒素含有塩基間の水素結合を切断して、複製を可能にすることです。ヘリカーゼはウイルス、バクテリア、真核生物に存在するため、事実上ユビキタスであることを強調することが重要です。
大腸菌の複製に関与する酵素。ウィキメディア・コモンズ経由でセザール・ベニート・ヒメネスから撮影、編集。
これらのタンパク質または酵素の最初のものは、1976年に細菌Escherichia coliで発見されました。2年後、最初のヘリカーゼが真核生物、ユリの植物で発見されました。
現在、ヘリカーゼタンパク質はウイルスを含むすべての自然界で特徴付けられており、これらの加水分解酵素、生物におけるそれらの機能、およびそれらの機構的役割について、膨大な知識が生み出されたことを意味します。
特徴
ヘリカーゼは、化学反応（酵素）を加速する生体高分子または天然高分子です。それらは主に、加水分解によりアデノシン三リン酸（ATP）化学複合体を分離することを特徴とします。
これらの酵素は、ATPを使用して、デオキシリボ核酸（DNA）とリボ核酸（RNA）の複合体を結合および再構築します。
ヘリカーゼには少なくとも2種類あります。DNAとRNAです。
DNAヘリカーゼ
DNAヘリカーゼはDNA複製に作用し、二本鎖DNAを一本鎖に分離することを特徴とします。
RNAヘリカーゼ
これらの酵素は、リボ核酸（RNA）の代謝プロセスと、増殖、生殖、またはリボソーム生合成で作用します。
RNAヘリカーゼは、細胞核内のDNAからRNAへの転写後のメッセンジャーRNA（mRNA）の事前スプライシングプロセスおよびタンパク質合成の開始においても重要です。
分類
これらの酵素は、コアアミノ酸ATPaseドメインとのアミノ酸配列相同性に従って、または共有配列モチーフによって区別できます。分類によれば、これらは6つのスーパーファミリー（SF 1-6）にグループ化されています。
SF1
このスーパーファミリーの酵素は3'-5 'または5'-3'転座極性を持ち、リング構造を形成しません。
SF2
ヘリカーゼの最も幅広いグループとして知られ、主にRNAヘリカーゼで構成されています。それらは、非常に少数の例外を除いて、一般的に3'-5 'の転座極性を持っています。
それらは、高度に保存されたアミノ酸配列の9つのモチーフ（英語のモチーフから「繰り返し要素」に変換されます）を持ち、SF1のように、リング構造を形成しません。
SF3
それらはウイルスの特徴的なヘリカーゼであり、3'-5 'のユニークな転座極性を持っています。それらは4つの高度に保存された配列モチーフのみを持ち、リング構造またはリングを形成します。
SF4
それらは最初にバクテリアとバクテリオファージで説明されました。それらは、複製または複製ヘリカーゼのグループです。
それらは5'-3 'のユニークな転座極性を持ち、5つの高度に保存された配列モチーフを持っています。これらのヘリカーゼはリングを形成することを特徴としています。
SF5
それらはRho因子タイプのタンパク質です。SF5スーパーファミリーのヘリカーゼは原核生物に特徴的であり、六量体ATP依存性です。それらはSF4と密接に関連していると考えられています。さらに、それらは環状および非環状の形状を持っています。
SF6
それらは明らかにSF3スーパーファミリーに関連するタンパク質です。ただし、SF6は、SF3には存在しないさまざまな細胞活動（AAAタンパク質）に関連するATPaseタンパク質のドメインを提示します。
構造
構造的に、すべてのヘリカーゼは、一次構造の前部に高度に保存された配列モチーフを持っています。分子の一部には、各ヘリカーゼの特定の機能に依存する特定のアミノ酸配置があります。
最も構造的に研究されているヘリカーゼは、SF1スーパーファミリーのものです。これらのタンパク質は、多機能性RecAタンパク質と非常によく似た2つのドメインにクラスター化することが知られており、これらのドメインはそれらの間にATP結合ポケットを形成します。
保存されていない領域には、DNA認識タイプ、細胞局在ドメイン、タンパク質間タンパク質などの特定のドメインがあります。
eIF4A-PDCD4複合体の結晶構造。PDCD4（シアン）に結合したヘリカーゼサブユニットのEIF4A1ダイマー。撮影および編集：Wikimedia CommonsのAyacopPleaseをこれをフラット化してください。
特徴
DNAヘリカーゼ
これらのタンパク質の機能は、環境ストレス、細胞系統、遺伝的背景、細胞周期の段階など、さまざまな重要な要因に依存しています。
SF1 DNAヘリカーゼは、DNAの修復、複製、転移、組換えにおいて特定の役割を果たすことが知られています。
彼らはDNA二重らせんの鎖を分離し、テロメアの維持、二本鎖切断の修復、および核酸関連タンパク質の除去に参加します。
RNAヘリカーゼ
前述のように、RNAヘリカーゼは、大部分のRNA代謝プロセスに不可欠であり、これらのタンパク質はウイルスRNAの検出に関与することも知られています。
さらに、外来または外来のRNA（脊椎動物）を検出するため、抗ウイルス免疫応答に作用します。
医学的意義
ヘリカーゼは、細胞が内因性および外因性ストレスを克服し、染色体の不安定性を防ぎ、細胞のバランスを維持するのに役立ちます。
このシステムまたは恒常性平衡の障害は、ヘリカーゼタイプのタンパク質をコードする遺伝子が関与する遺伝子変異に関連しています。このため、それらは生物医学的および遺伝学的研究の対象です。
以下では、ヘリカーゼ型タンパク質としてDNAをコードする遺伝子の変異に関連するいくつかの疾患について言及します。
ウェルナー症候群
これは、ヘリカーゼをコードするWRNと呼ばれる遺伝子の変異によって引き起こされる遺伝性疾患です。変異ヘリカーゼは適切に機能せず、ウェルナー症候群を構成する多くの疾患を引き起こします。
この病理に苦しむ人々の主な特徴は、早期老化です。病気が発症するためには、変異遺伝子は両方の親から受け継がれなければなりません。その発生率は非常に低く、その治療法はありません。
ブルーム症候群
ブルーム症候群は、ヘリカーゼタンパク質をコードするBLMと呼ばれる常染色体遺伝子の突然変異から生じる遺伝性疾患です。それは、そのキャラクター（劣性）のホモ接合性の個体にのみ発生します。
このまれな疾患の主な特徴は、日光に対する過敏症であり、これにより、紅斑性発疹の皮膚病変が引き起こされます。まだ治療法はありません。
ロトムントトムソン症候群
先天性萎縮性多発性皮膚炎としても知られています。これは非常にまれな遺伝的起源の病理であり、現在までに世界で報告されている症例は300未満です。
これは、染色体8にある常染色体劣性遺伝子であるRECQ4遺伝子の変異によって引き起こされます。
この症候群の症状または状態には、若年性白内障、骨格系の異常、色素脱失、毛細血管拡張、および皮膚の萎縮（鞘壁皮膚腫）が含まれます。場合によっては、甲状腺機能亢進症およびテストステロン産生の欠乏が起こることがあります。
参考文献
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