C2ドメイン

ホスホイノシチド3キナーゼC2
ホスホイノシチド3キナーゼC2
	ホスホイノシチド3キナーゼの構造。
識別子
シンボル	PI3K_C2
パム	PF00792
ファム一族	CL0154
エコド	11.2.1
インタープロ	著作権
頭いい	PI3K_C2
プロサイト	PDOC50004
SCOP2	1e8x / スコープ / SUPFAM
医療機器	cd08380
パム
利用可能なタンパク質構造:
パム	構造 / ECOD
ＰＤＢ	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBサム	構造の概要
ＰＤＢ	1e7u、1e7v、1e8w、1e8x、1e8y、1e8z、1e90、1he8、2a4z、2a5u、2chw、2chx、2chz、2rd0、2v4l、3csf、3cst、3dbs、3dpd、3ene

利用可能なタンパク質構造:
パム	構造 / ECOD
ＰＤＢ	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBサム	構造の概要

C2ドメイン
C2ドメイン
	C.absonum α毒素のC2ドメイン（PDB 1OLP）。βストランドは黄色、αヘリックスは赤色、ループは緑色で示されています。配位カルシウムイオンはシアン色で示されています。
識別子
シンボル	C2
パム	PF00168
ファム一族	CL0154
エコド	11.2.1
インタープロ	著作権
頭いい	C2
プロサイト	PDOC00380
SCOP2	1qas / スコープ / SUPFAM
OPMスーパーファミリー	45
OPMタンパク質	1ugk
医療機器	cd00030
パム
利用可能なタンパク質構造:
パム	構造 / ECOD
ＰＤＢ	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBサム	構造の概要

C2ドメインは、タンパク質を細胞膜に標的化する役割を持つタンパク質構造ドメインです。典型的なバージョン（PKC-C2）は、 2つまたは3つのカルシウムイオンを配位する8つのβストランドからなるβサンドイッチを持ち、膜結合面にあるドメインの最初と最後のループによって形成される空洞に結合します。他の多くのC2ドメインファミリーはカルシウム結合活性を持っていません。^[2]^[3]

他のドメインとの結合

C2ドメインは、酵素ドメインと結合していることが多い。例えば、PTENのC2ドメインは、ホスファターゼドメインを細胞膜に接触させ、そこで基質であるホスファチジルイノシトール（3,4,5）-三リン酸（PIP ₃）を、膜から除去することなく脱リン酸化することができる。膜から除去すると、エネルギー的に非常にコストがかかる。PTENは、タンパク質チロシンホスファターゼドメインとC2ドメインの2つのドメインで構成される。このドメインペアは、真菌、植物、動物のさまざまなタンパク質に見られる遺伝単位であるスーパードメインを構成する。 ^[4] さらに、イノシトール環の3-ヒドロキシル基上のホスホイノシチドをリン酸化

進化

C2ドメインは現在、真核生物と原核生物のクロストリジウム・パーフリンジェンスでのみ知られており、その場合はアルファ毒素の一部です。^[5] C2ドメインには17を超える異なる系統群が同定されています。^[2]^{[3]ほとんどのC2ファミリーは}基底真核生物種にまで遡ることができ、最後の真核生物共通祖先（LECA）より前の初期の多様化を示しています。PKC-C2ドメインファミリーのみに保存されたカルシウム結合残基が含まれており、典型的なカルシウム依存性膜相互作用はPKC-C2ドメインに限定された派生的な特徴であることを示唆しています。^[2]

カルシウムと脂質の選択性

C2 ドメインは、ホスファチジルセリンやホスファチジルコリンなど、細胞膜の主要成分に対して広範囲の脂質選択性を示す点で、膜標的化ドメインの中で独特です。この C2 ドメインは約 116 アミノ酸残基からなり、プロテインキナーゼ C の C1 ドメイン (ホルボールエステルとジアシルグリセロールを結合) (PDOC00379 を参照) の 2 つのコピーとプロテインキナーゼ触媒ドメイン (PDOC00100 を参照) の間に位置しています。C2 ドメインと有意な相同性^[6]を持つ領域が、多くのタンパク質で見つかっています。C2 ドメインは、カルシウム依存性リン脂質結合^{[7]や、細胞内局在などの膜標的化プロセスに関与していると考えられています。ほとんどの C2 ドメインは、Ca}²⁺依存的に膜 (リン脂質) と相互作用しますが、一部の C2 ドメインは Ca ²⁺に結合せずに膜と相互作用することができます。同様に、C2ドメインは脂質に対して異なる特異性を持つように進化してきました。シナプトタグミンC2Aなどの多くのC2ドメインは、陰イオン性リン脂質（PSまたはPIP2を含むリン脂質）に結合します。しかし、cPLA2-αC2ドメインなどの他のC2ドメインは、両性イオン性脂質（PCなど）に結合します。Ca2 ⁺と脂質の結合におけるこの多様性と選択性は、C2ドメインが異なる機能を持つように進化したことを示唆しています。^[8]

3D構造

このドメインは、C2キーと呼ばれる保存された4本鎖モチーフの周りに構築された8本鎖のベータサンドイッチを形成します。^[9]カルシウムは、C2キーモチーフのN末端およびC末端ループによって形成されたカップ型のくぼみに結合します。いくつかのC2ドメインの構造解析により、それらは、8本鎖の反平行ベータサンドイッチの端に3つのCa ²⁺結合ループが位置する類似の三元構造で構成されていることが示されています。

C2ドメインを含むヒトタンパク質

ABR; BAIAP3 ; BCR ; C2CD2; C2CD3; CADPS ; CADPS2 ; CAPN5 ; CAPN6 ; CC2D1A ; CC2D1B; CPNE1 ; CPNE2; CPNE3; CPNE4 ; CPNE5; CPNE6 ; CPNE7 ; CPNE8 ; CPNE9; DAB2IP ; DOC2A ; DOC2B ; DYSF ; ESYT1 ; ESYT3; FAM62A ; FAM62B ; FAM62C; FER1L3 ; FER1L5; HECW1 ; HECW2 ; ITCH ; ITSN1 ; ITSN2 ; MCTP1; MCTP2; MTAC2D1; NEDD4 ; NEDD4L ; NEDL1; OTOF ; PCLO ; PIK3C2A ; PIK3C2B ; PIK3C2G ; PLA2G4A ; PLA2G4B ; PLA2G4D; PLA2G4E; PLA2G4F; PLCB1 ; PLCB2; PLCB3 ; PLCB4 ; PLCD1 ; PLCD3 ; PLCD4; PLCE1 ; PLCG1 ; PLCG2 ; PLCH1 ; PLCH2 ; PLCL1 ; PLCL2 ; PLCZ1; PRF1 ; PRKCA ; PRKCB1 ; PRKCE ; PRKCG ; PRKCH ; RAB11FIP1 ; RAB11FIP2 ; RAB11FIP5 ; RASA1 ; RASA2; RASA3 ; RASA4 ; RASAL1; RASAL2 ; RGS3 ; RIMS1 ; RIMS2 ; RIMS3; RIMS4; RPGRIP1 ; RPGRIP1L ; RPH3A ; SGA72M; SMURF1 ; SMURF2 ; SYNGAP1 ; SYT1 ; SYT10 ; SYT11; SYT12 ; SYT13 ; SYT14 ; SYT14L; SYT15; SYT16; SYT17; SYT2 ; SYT3; SYT4 ; SYT5 ; SYT6 ; SYT7 ; SYT8 ; SYT9 ; SYTL1 ; SYTL2 ; SYTL3 ; SYTL4 ; SYTL5 ; TOLLIP ; UNC13A ; UNC13B ; UNC13C ; UNC13D ; WWC2 ; WWP1 ; WWP2 ; PTEN

参考文献

^ Walker EH、Pacold ME、Perisic O、Stephens L、Hawkins PT、Wymann MP、Williams RL (2000 年 10 月)。「ワートマンニン、LY294002、ケルセチン、ミリセチン、スタウロスポリンによるホスホイノシチド 3 キナーゼ阻害の構造決定因子」。分子細胞。6 ( 4 ): 909–19。doi : 10.1016/S1097-2765(05)00089-4。PMID 11090628。
^ abc Zhang D、Aravind L（2010年12月）。「C2ドメインスーパーファミリーの新規ファミリーの同定と分類により、真核生物における膜標的活性の起源と進化が解明される」。Gene . 469（1–2 ）：18–30。doi ：10.1016/j.gene.2010.08.006。PMC 2965036。PMID 20713135。
^ ab Zhang D、Aravind L (2012年10月)。「新規トランスグルタミナーゼ様ペプチダーゼおよびC2ドメインが繊毛コンパートメントの構造、生合成および進化を解明」。細胞周期。11 ( 20): 3861–75。doi :10.4161/cc.22068。PMC 3495828。PMID 22983010。
^ Haynie DT 、Xue B (2015年5月)。「タンパク質構造階層におけるスーパードメイン：PTP-C2の場合」。タンパク質科学。24 (5):874–82。doi :10.1002/pro.2664。PMC 4420535。PMID 25694109。
^ Naylor, Claire E.; Eaton, Julian T.; Howells, Angela; Justin, Neil; Moss, David S.; Titball, Richard W.; Basak, Ajit K. (1998 年 8 月)。「ガス壊疽の主要毒素の構造」。Nature Structural & Molecular Biology。5 ( 8): 738–746。doi : 10.1038/1447。ISSN 1545-9993。PMID 9699639。S2CID 21000585 。
^ Brose N、Hofmann K、Hata Y、Südhof TC (1995 年 10 月)。「Caenorhabditis elegans unc-13 遺伝子の哺乳類ホモログが C2 ドメインタンパク質の新規ファミリーを定義」。The Journal of Biological Chemistry。270 ( 42): 25273–80。doi : 10.1074/ jbc.270.42.25273。PMID 7559667 。
^ Davletov BA、Südhof TC（1993年12月）。「シナプトタグミンIの単一のC2ドメインは、高親和性のCa2+/リン脂質結合に十分である」。The Journal of Biological Chemistry。268（35）：26386–90。doi ： 10.1016 / S0021-9258（19） 74326-9。PMID 8253763。
^ Nalefski EA、Wisner MA、Chen JZ、Sprang SR、Fukuda M、Mikoshiba K、Falke JJ (2001 年 3 月)。「異なる Ca2+ シグナル伝達経路の C2 ドメインは機能的および機構的に多様性を示す」。生化学。40 ( 10 ) : 3089–100。doi :10.1021/bi001968a。PMC 3862187。PMID 11258923。
^ Sutton RB、Davletov BA、Berghuis AM、Südhof TC、Sprang SR（1995年3月）。「シナプトタグミンIの最初のC2ドメインの構造：新しいCa2+ /リン脂質結合フォールド」。Cell。80 （6 ）： 929–38。doi ： 10.1016 /0092-8674（95） 90296-1。PMID 7697723。S2CID 18981505 。

外部リンク

Pfamのホスホイノシチド3キナーゼC2ファミリー
ミシガン大学膜タンパク質の配向 ファミリー/スーパーファミリー-47 - 膜中の C2 ドメインの配向 (OPM)

[pmid11090628-1] Walker EH、Pacold ME、Perisic O、Stephens L、Hawkins PT、Wymann MP、Williams RL (2000 年 10 月)。「ワートマンニン、LY294002、ケルセチン、ミリセチン、スタウロスポリンによるホスホイノシチド 3 キナーゼ阻害の構造決定因子」。分子細胞。6 ( 4 ): 909–19。doi : 10.1016/S1097-2765(05)00089-4。PMID 11090628。

[pmid20713135-2] Zhang D、Aravind L（2010年12月）。「C2ドメインスーパーファミリーの新規ファミリーの同定と分類により、真核生物における膜標的活性の起源と進化が解明される」。Gene . 469（1–2 ）：18–30。doi ：10.1016/j.gene.2010.08.006。PMC 2965036。PMID 20713135。

[pmid22983010-3] Zhang D、Aravind L (2012年10月)。「新規トランスグルタミナーゼ様ペプチダーゼおよびC2ドメインが繊毛コンパートメントの構造、生合成および進化を解明」。細胞周期。11 ( 20): 3861–75。doi :10.4161/cc.22068。PMC 3495828。PMID 22983010。

[4] ^ Haynie DT 、Xue B (2015年5月)。「タンパク質構造階層におけるスーパードメイン：PTP-C2の場合」。タンパク質科学。24 (5):874–82。doi :10.1002/pro.2664。PMC 4420535。PMID 25694109。

[5] Naylor, Claire E.; Eaton, Julian T.; Howells, Angela; Justin, Neil; Moss, David S.; Titball, Richard W.; Basak, Ajit K. (1998 年 8 月)。「ガス壊疽の主要毒素の構造」。Nature Structural & Molecular Biology。5 ( 8): 738–746。doi : 10.1038/1447。ISSN 1545-9993。PMID 9699639。S2CID 21000585 。

[PUB00002925-6] Brose N、Hofmann K、Hata Y、Südhof TC (1995 年 10 月)。「Caenorhabditis elegans unc-13 遺伝子の哺乳類ホモログが C2 ドメインタンパク質の新規ファミリーを定義」。The Journal of Biological Chemistry。270 ( 42): 25273–80。doi : 10.1074/ jbc.270.42.25273。PMID 7559667 。

[PUB00002815-7] Davletov BA、Südhof TC（1993年12月）。「シナプトタグミンIの単一のC2ドメインは、高親和性のCa2+/リン脂質結合に十分である」。The Journal of Biological Chemistry。268（35）：26386–90。doi ： 10.1016 / S0021-9258（19） 74326-9。PMID 8253763。

[8] Nalefski EA、Wisner MA、Chen JZ、Sprang SR、Fukuda M、Mikoshiba K、Falke JJ (2001 年 3 月)。「異なる Ca2+ シグナル伝達経路の C2 ドメインは機能的および機構的に多様性を示す」。生化学。40 ( 10 ) : 3089–100。doi :10.1021/bi001968a。PMC 3862187。PMID 11258923。

[PUB00000918-9] Sutton RB、Davletov BA、Berghuis AM、Südhof TC、Sprang SR（1995年3月）。「シナプトタグミンIの最初のC2ドメインの構造：新しいCa2+ /リン脂質結合フォールド」。Cell。80 （6 ）： 929–38。doi ： 10.1016 /0092-8674（95） 90296-1。PMID 7697723。S2CID 18981505 。