RNA結合タンパク質
スプライソソーム自身もRNA結合タンパク質を含んでいる。スプライソソームはsnRNAとタンパク質サブユニットからなる複合体であり、イントロンを除去して隣接するエクソンのライゲーションを行う。コアとなるスプライソソーム複合体に加えて、RNA結合タンパク質はエクソンの組み込みや除去に影響を与えるシス作用RNAエレメント部位にも結合する。これらの部位は、その存在位置や結合するタンパク質がスプライシングのサイレンサー(抑制因子)として機能するかエンハンサー(活性化因子)として機能するかに応じて、エクソン性スプライシングエンハンサー(ESE)、エクソン性スプライシングサイレンサー(ESS)、イントロン性スプライシングエンハンサー(ISE)、イントロン性スプライシングサイレンサー(ISS)と呼ばれる。
選択的スプライシングは、同一の遺伝子から異なる成熟mRNAが作り出される機構である。選択的スプライシングはどのエクソンがmRNAへ組み込まれるかを調節する機構であり、これによって1つの遺伝子から複数の関連タンパク質が産生されることとなり、ゲノムから可能なアウトプットが拡張される。RNA結合タンパク質はこの過程の調節に広く関与する。RNA結合タンパク質の一部は特定のセットのhnRNAの選択的スプライシングを制御し、その1つである神経細胞特異的RNA結合タンパク質NOVA1(英語版)はRNAの特定の配列(YCAY、YはUまたはC)を認識して結合することで制御を行う。これらのタンパク質はその後、スプライソソームタンパク質を標的部位へリクルートする。SRタンパク質は選択的スプライシングにおける役割がよく知られており、スプライソソームを形成するsnRNP、すなわちU1 snRNPとU2AF snRNPをリクルートする。
RNA認識モチーフ(RRM)は最も一般的なRNA結合モチーフで、4つのストランドからなるβシートと2本のαヘリックスを形成する75–85アミノ酸からなる小さなタンパク質ドメインである。この認識モチーフは多くの細胞機能に関与し、特にmRNAやrRNAのプロセシング、スプライシング、翻訳調節、RNA輸送、RNAの安定性に関与する。RRMの構造はNMRやX線結晶構造解析によって同定されている。これらの構造からはRRMの複雑なタンパク質-RNA認識機構が明らかにされ、タンパク質-RNA相互作用に加えて、RNA-RNA間やタンパク質-タンパク質間の相互作用を伴うものであることが示された。RRMの4本のストランドからなるβシートが主要な相互作用面としてRNAと相互作用し、通常2つまたは3つのヌクレオチドに対し特異的に接触する。加えて、多様な配列に対する強い結合親和性と特異性は、ドメイン間のリンカー領域とRNAとの相互作用や、RRM同士の相互作用によって達成されている。こうしたRRMの可塑性は、このドメインがなぜRRMが最も豊富にみられるドメインであり、なぜさまざまな生物学的機能で重要な役割を果たしているかを説明している。
RNA結合タンパク質(RNAけつごうタンパクしつ、英: RNA-binding protein)は、細胞内の一本鎖または二本鎖RNAに結合するタンパク質で、リボヌクレオタンパク質複合体の形成に関与する。RBPと略されることもある。RNA結合タンパク質には、RNA認識モチーフ(RRM)、二本鎖RNA結合ドメイン、ジンクフィンガーなど、さまざまな構造モチーフが含まれる。RNA結合タンパク質は核内にも細胞質にも存在する。成熟したRNAの大部分は核外へ比較的迅速に搬出されるため、核内のRNA結合タンパク質の大部分は、ヘテロ核リボヌクレオタンパク質(hnRNP)と呼ばれる、タンパク質とpre-mRNA(mRNA前駆体)の複合体として存在する。RNA結合タンパク質は、細胞機能や輸送、局在化などさまざまな過程に重要な役割を果たす。特に大きな役割を果たすのは、スプライシング、ポリアデニル化、mRNAの安定化、局在化、翻訳など、RNAの転写後の過程の制御である。真核生物の細胞では多様なRNA結合タンパク質が約500の遺伝子にコードされており、それぞれが固有のRNA結合活性とタンパク質間相互作用を持つ。RNA結合タンパク質の多様性は、進化の過程でイントロン数の増加とともに大きく増大した。その結果、真核細胞はエクソンをさまざまな組み合わせで利用できるようになり、それぞれのRNAに固有のリボヌクレオタンパク質が形成される。RNA結合タンパク質は遺伝子発現の転写後調節(英語版)に重要な役割を果たしているものの、体系的な研究が行われているタンパク質は比較的少数である。