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| アンキリン繰り返しドメイン | |||||||||||
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| 識別子 | |||||||||||
| シンボル | アンク | ||||||||||
| パム | PF00023 | ||||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||||
| 頭いい | SM00248 | ||||||||||
| プロサイト | PDOC50088 | ||||||||||
| SCOP2 | 1awc / スコープ / SUPFAM | ||||||||||
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アンキリンリピートは、ループで区切られた2つのアルファヘリックスからなるタンパク質中の33残基のモチーフで、酵母Cdc10とショウジョウバエNotchのシグナル伝達タンパク質で初めて発見されました。アンキリンタンデムリピートからなるドメインは、タンパク質間相互作用を媒介し、既知のタンパク質の中で最も一般的な構造モチーフの1つです。これらは、細菌、古細菌、真核生物のタンパク質に見られますが、真核生物でより一般的です。アンキリンリピートタンパク質は、ほとんどのウイルスには存在しませんが、ポックスウイルスでは一般的です。このモチーフを含むほとんどのタンパク質は4〜6回の繰り返しがありますが、その名の由来となったアンキリンには24回の繰り返しがあり、既知の最大の繰り返し数は34回で、ジアルジア・ランブリアによって発現されるタンパク質で予測されています。[2]
アンキリンリピートは通常、一緒に折り畳まれて、アンキリンリピートドメインと呼ばれる単一の線状ソレノイド構造を形成します。これらのドメインは、自然界で最も一般的なタンパク質間相互作用プラットフォームの1つです。これらは、主に真核生物由来の機能的に多様なタンパク質に多数存在します。原核生物とウイルスからのいくつかの既知の例は、水平遺伝子転移の結果である可能性があります。[3]このリピートは、転写開始因子、細胞周期調節因子、細胞骨格、イオン輸送体、シグナル伝達体など、多様な機能を持つタンパク質で見つかっています。アンキリンフォールドは、普遍的に認識される特定の配列や構造がないため、機能ではなく構造によって定義されるようです。
個々のアンキリン反復の原子構造を考慮すると、ループはタイプ 1 のベータバルジループであることが多いですが、両方のアルファヘリックスのN 末端にはシェルマンループが一般的に存在します。
タンパク質の折り畳みにおける役割
アンキリンリピート配列モチーフは、折り畳みと安定性に重要な保存アミノ酸残基を決定するために、多重配列アライメントを使用して研究されてきた。アンキリンリピート構造の広い側面の残基は可変性があり、多くの場合疎水性であり、主にタンパク質間相互作用の媒介に関与している。配列アライメントから得られたコンセンサス配列に基づく 人工タンパク質設計が合成され、安定して折り畳まれることが確認されており、これは多重リピートを持つ最初の設計されたタンパク質である。[4]より広範な設計戦略では、特定のタンパク質ターゲットを認識するアンキリンリピートを「進化」させるためにコンビナトリアル配列が使用されており、この手法は、高親和性結合を必要とする用途向けの抗体設計の代替として提示されている。 [5]構造が既知のさまざまなアンキリンタンパク質を対象とした構造ベースの研究では、コンセンサスベースのアンキリンタンパク質は、折り畳み構造と展開構造の間のエネルギーギャップを最大化し、TPLXモチーフなどの保存配列モチーフ間の好ましい相互作用の密に接続されたネットワークをエンコードするため、非常に安定していることが示された。[6]同じ研究は、アンキリンリピートの標準的なフレームワークへの挿入は、機能に関連する競合的な相互作用に富んでいることを示しています。同じことは、欠失ホットスポット周辺の相互作用にも当てはまります。これらは、パートナーの認識と相互作用に重要な複雑な折り畳み/展開遷移に関連している可能性があります。
アンキリンリピートタンパク質は、タンパク質フォールディングの研究において珍しい問題を提起する。タンパク質フォールディングの研究は、主に、長距離の非局所的な残基間接触によって安定化された明確な三次構造を形成する球状タンパク質に焦点を当ててきた。対照的に、アンキリンリピートにはそのような接触がほとんどない（つまり、接触順序が低い）。ほとんどの研究で、アンキリンリピートは2状態フォールディング機構でフォールディングすることがわかっており、これは、局所的な残基間接触と、さまざまな数のリピートによるフォールディングの成功の明らかな必要性にもかかわらず、高度なフォールディング協同性を示唆している。天然のリピートタンパク質の短縮バージョンの合成[7]とファイ値の検査[8]に基づくいくつかの証拠は、C末端がフォールディングの核形成部位を形成する ことを示唆している。
臨床的意義
アンキリンリピートタンパク質は、多くのヒト疾患と関連している。これらのタンパク質には、癌と関連している細胞周期阻害剤p16や、変異によってリピートドメインが破壊されると神経疾患CADASILを引き起こす可能性があるNotchタンパク質（細胞シグナル伝達経路の主要成分）などがある。[2]
筋肉アンキリンリピートタンパク質（MARP）として知られるアンキリンタンパク質の特殊なファミリーは、外傷やストレスによる損傷後の筋肉組織の修復と再生に関与しています。 [9]
ANKK1の11番目のアンキリンリピート内の703番目の位置にあるグルタミンとリジンの間の自然な変異はTaqI A1アレルとして知られており[10] 、肥満、アルコール依存症、ニコチン依存症、エロスの愛のスタイルなどの中毒行動を促進する一方で、少年犯罪や神経症的不安を抑制すると考えられています[11] [検証に失敗]。この変異は、このリピートを介してANKK1タンパク質キナーゼによって行われるタンパク質相互作用の特異性に影響を与える可能性があります[引用が必要]。
この繰り返しを含むヒトタンパク質
ABTB1 ; ABTB2; ACBD6; ACTBL1; ANK1 ; ANK2 ; ANK3 ;アンカー; ANKDD1A;アンケフ1; ANKFY1 ; ANKHD1 ; ANKIB1; ANKK1 ; アンクミー1 ;アンクミー2;アンクラ2; ANKRD1 ; ANKRD10; ANKRD11 ; ANKRD12; ANKRD13; ANKRD13A; ANKRD13B; ANKRD13C ; ANKRD13D; ANKRD15 ; ANKRD16; ANKRD17 ; ANKRD18A; ANKRD18B; ANKRD19; ANKRD2 ; ANKRD20A1; ANKRD20A2; ANKRD20A3; ANKRD20A4; ANKRD21; ANKRD22; ANKRD23 ; ANKRD24; ANKRD25; ANKRD26 ; ANKRD27 ; ANKRD28 ; ANKRD30A; ANKRD30B; ANKRD30BL; ANKRD32; ANKRD33; ANKRD35; ANKRD36; ANKRD36B ; ANKRD37 ; ANKRD38; ANKRD39; ANKRD40; ANKRD41; ANKRD42; ANKRD43; ANKRD44; ANKRD45; ANKRD46; ANKRD47; ANKRD49 ; ANKRD50; ANKRD52; ANKRD53; ANKRD54; ANKRD55; ANKRD56; ANKRD57; ANKRD58; ANKRD60; ANKRD6; ANKRD7; ANKRD9; ANKS1A ; ANKS3; ANKS4B ; ANKS6; ANKZF1 ; ASB1 ; ASB10; ASB11; ASB12; ASB13 ; ASB14; ASB15; ASB16; ASB2 ; ASB3 ; ASB4; ASB5 ; ASB6; ASB7; ASB8; ASB9; ASZ1 ; BARD1 ; BAT4 ; BAT8; BCL3 ; BCOR ; BCORL1; BTBD11; CAMTA1 ; CAMTA2; CASKIN1; CASKIN2; CCM1 ; CDKN2A ; CDKN2B ; CDKN2C ; CDKN2D ; CENTB1 ; CENTB2 ; CENTB5; CENTG1 ; CENTG2 ; CENTG3 ; CLIP3; CLIP4 ; CLPB ; CTGLF1; CTGLF2; CTGLF3; CTGLF4; CTGLF5; CTTNBP2 ; DAPK1 ; DDEF1 ; DDEF2 ; DDEFL1; DGKI; DGKZ ; DP58; DYSFIP1; DZANK; EHMT1 ; EHMT2 ; ESPN ; FANK1; FEM1A ; FEM1B; GABPB2 ; GIT1 ; GIT2 ; GLS; GLS2 ; HACE1 ; HECTD1; IBTK; イルク; INVS ; KIDINS220 ; KRIT1 ; LRRK1 ;郵便; MIB1 ; MIB2 ; MPHOSPH8 ; MTPN ; MYO16; NFKB1 ; NFKB2 ; NFKBIA ; NFKBIB ; NFKBIE ; NFKBIL1 ; NFKBIL2; ノッチ1 ; ノッチ2 ; ノッチ3 ; ノッチ4 ; NRARP ; NUDT12 ; OSBPL1A ; OSTF1 ; PLA2G6 ; POTE14; POTE15; POTE8; PPP1R12A ; PPP1R12B ; PPP1R12C ; PPP1R13B ; PPP1R13L ; PPP1R16A; PPP1R16B; PSMD10 ; RAI14 ; RFXANK ; RIPK4 ; RNASEL ; SHANK1 ; SHANK2 ; SHANK3 ; SNCAIP ; TA-NFKBH; TEX14 ; TNKS ; TNKS2 ; TNNI3K ; TP53BP2 ; TRP7; TRPA1 ; TRPC3 ; TRPC4 ; TRPC5 ; TRPC6 ; TRPC7 ; TRPV1 ; TRPV2 ; TRPV3 ; TRPV4 ; TRPV5 ; TRPV6 ; UACA ; USH1G ; ZDHHC13; ZDHHC17 ;
参照
- DARPin（設計されたアンキリンリピートタンパク質）、アンキリンリピートの構造に基づいて設計された抗体模倣物
参考文献
- ^ PDB : 1N11 ; Michaely P, Tomchick DR, Machius M, Anderson RG (2002年12月). 「ヒトANK1由来の12 ANKリピートスタックの結晶構造」. EMBO J. 21 ( 23): 6387–96. doi :10.1093/emboj/cdf651. PMC 136955. PMID 12456646 .
- ^ ab Mosavi L, Cammett T, Desrosiers D, Peng Z (2004). 「タンパク質認識のための分子構造としてのアンキリンリピート」Protein Sci . 13 (6): 1435–48. doi :10.1110/ps.03554604. PMC 2279977 . PMID 15152081. 2004-09-07 にオリジナルからアーカイブ。
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- ^ 「DRD2のNCBI遺伝子概要」。（暫定参考）
外部リンク
- 真核生物線形モチーフリソースモチーフ クラス LIG_TNKBM_1
- 米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)におけるアンキリン+リピート