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アミノ酸応答は、アミノ酸飢餓によって哺乳類細胞内で誘発されるメカニズムである。[1]
アミノ酸応答経路は必須アミノ酸の不足によって引き起こされ、活性化転写因子ATF4の増加をもたらし、それがさまざまな経路によって多くのプロセスに影響を与え、他のタンパク質の生成を制限または増加させます。[2]
必須アミノ酸は生物体内の恒常性を維持するために不可欠です。食事は生物の健康に重要な役割を果たしており、ヒト疫学データからモデル生物の実験データに至るまでの証拠から、食事依存経路がさまざまな成体幹細胞に影響を与えることが示唆されています。[3]
アミノ酸反応経路
アミノ酸欠乏症の検出
アミノ酸濃度が低い場合、非荷電tRNA分子の増加によりGCN2が活性化されます。非荷電tRNAは、タンパク質キナーゼ部分を二分tRNA結合ドメインから置換することによりGCN2を活性化します。 [4]活性化されたGCN2は自身とeIF2αをリン酸化して、生物におけるアミノ酸の利用、獲得、動員に影響を与えることでアミノ酸の恒常性を回復するための転写および翻訳応答を引き起こします。[5]
ATF4の合成増加
恒常性では、eIF2はグアノシン三リン酸（GTP）と結合してmRNAを活性化し、転写を開始すると同時にGTPの加水分解を引き起こしてプロセスを再開できるようにします。[6]しかし、必須アミノ酸が不足すると、P-eIF2αはリン酸化され、eIF2Bにしっかりと結合してGDPがGTPに戻るのを防ぎ、活性化されるmRNAと合成されるタンパク質が減少します。 [6]この反応により、他の遺伝子の転写を制御するATF4を含むいくつかのmRNAの翻訳が増加します。[7]
アミノ酸反応により増加したタンパク質
アミノ酸反応によって濃度が上昇するタンパク質には以下のものがあります。
ロイシン欠乏
飢餓はロイシンのリソソーム保持を誘導し、RAG-GTPaseとリソソームタンパク質複合体調節因子を必要とする。[9] PCAFはCHOPアミノ酸応答要素に特異的にリクルートされ、ATF4転写活性を高める。[10]
参考文献
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- ^ Chérasse Y, Maurin AC, Chaveroux C, Jousse C, Carraro V, Parry L, et al. (2007). 「p300/CBP関連因子（PCAF）は、CHOPのアミノ酸調節転写におけるATF4の補因子である」。核酸研究。35 （ 17 ）：5954–5965。doi ：10.1093/nar/gkm642。PMC 2034469。PMID 17726049。