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| Ca 2+ /カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 2.7.11.17 | ||||||||
| CAS番号 | 97350-82-8 | ||||||||
| データベース | |||||||||
| インテンズ | IntEnzビュー | ||||||||
| ブレンダ | BRENDAエントリー | ||||||||
| エクスパス | NiceZyme ビュー | ||||||||
| ケッグ | KEGGエントリー | ||||||||
| メタサイク | 代謝経路 | ||||||||
| プリアモス | プロフィール | ||||||||
| PDB構造 | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| 遺伝子オントロジー | アミゴー / クイックゴー | ||||||||
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CAMKはCaMKまたはCCaMKとも表記され、 Ca 2+ /カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼクラスの酵素の略称です。CAMK は細胞内カルシウムイオン (Ca 2+ ) とカルモジュリンの濃度の上昇によって活性化されます。活性化されると、酵素はリン酸をATPから他のタンパク質の特定のセリンまたはスレオニン残基に転移するため、セリン/スレオニン特異的タンパク質キナーゼとなります。活性化された CAMK は転写因子のリン酸化に関与し、したがって、応答遺伝子の発現の調節に関与します。CAMK は、細胞ライフサイクル (プログラム細胞死)、細胞の細胞骨格ネットワークの再配置、生物の学習と記憶に関与するメカニズムの調節にも働きます。[1]
種類
CAM キナーゼ タンパク質には、特殊 CAM キナーゼと多機能 CAM キナーゼの 2 つの一般的なタイプがあります。
- 基質特異的CAMキナーゼ
- ミオシン軽鎖キナーゼなど、リン酸化できる標的は1つだけです。[1]このタンパク質群にはCAMK IIIが含まれます。CAMKIIIの詳細については、このリンクを参照してください。
- 多機能CAMキナーゼ
- リン酸化できる標的は複数あり、神経伝達物質の分泌、グリコーゲンの代謝、さまざまな転写因子の調節などのプロセスに存在します。[1] CAMK II はこのサブセットの主なタンパク質です。CAMKII の詳細については、次のリンクを参照してください。
基質リン酸化
細胞内のカルシウム濃度が上昇すると、CAMキナーゼは飽和状態になり、最大4つのカルシウム分子を結合します。[1]このカルシウム飽和によりキナーゼが活性化され、構造変化を起こしてキナーゼがリン酸化標的部位に結合できるようになります。CAMKはATPからリン酸基を除去し（最も一般的にはMg 2+イオンを使用）、それをCAMタンパク質に追加して活性化します。[2] CAMキナーゼには高濃度のグリシンループが含まれており、ドナーATP分子のガンマリン酸が酵素に簡単に結合し、金属イオンを利用して標的タンパク質へのスムーズなリン酸転移を促進します。[3]このリン酸転移によりキナーゼの標的が活性化され、リン酸化サイクルが完了します。
図 1 は、カルシウムまたはカルモジュリンの存在によって CAM キナーゼ (CAMK II) が活性化される様子を示しています。
構造
すべてのキナーゼは、ATP結合部位とより大きな基質結合部位を含む触媒コアの共通構造を持っています。[4]触媒コアは通常、βストランドで構成され、基質結合部位はαヘリックスで構成されています。[5]ほとんどすべてのCAMキナーゼには、触媒ドメイン、調節ドメイン、関連ドメイン、カルシウム/カルモジュリン結合ドメインなど、さまざまなドメインが含まれています。[6]
- CAMK I
- 図2に示すように、CAMK Iは、触媒、基質結合ドメイン、および自己阻害ドメインからなる二重葉構造を持っています。[1]自己阻害ドメインが機能するためには、このドメインが基質ドメインによる新しい標的の取り込みを完全にブロックするようにタンパク質を適合させる必要があります。図2は、CAMK Iの構造とドメインを詳細に示しています。
- CAMK II
- CAMK 2Aにはさまざまな形態がありますが、図3に示すように、CAMK 2Aが最も一般的です。CAMK 2Aは、小さな官能基で構成されたリング状の結晶構造をしています。これらの基は、標的のCaM依存性リン酸化を可能にするだけでなく、図1に示すように、構造自体を自己リン酸化してCaM非依存性になることも可能にします[7]。つまり、CAMK 2Aタンパク質は、最初にカルシウムまたはカルモジュリンによって活性化されると、次にさらに自分自身を活性化できるため、カルシウムやカルモジュリンがなくても不活性になることはありません。
図 3: カルシウム/カルモジュリン依存性キナーゼの一種である CAMK 2A の結晶形態の画像。
家族
CAMK 酵素クラスのメンバーには、以下のものが含まれますが、これらに限定されません。
擬似キナーゼ
擬似キナーゼは擬似酵素であり、構造的には酵素に似ているが、触媒活性を欠くタンパク質です。
CAMK ファミリーに関連する擬似キナーゼには以下のものがあります。
参考文献
- ^ abcdef Swulius MT 、 Waxham MN（2008年9月）。「Ca（2+）/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ」。細胞および分子 生命科学。65 （17）：2637–57。doi ：10.1007/s00018-008-8086-2。PMC 3617042。PMID 18463790。
- ^ Adams JA (2001年8月). 「タンパク質キナーゼの運動および触媒メカニズム」. Chemical Reviews . 101 (8): 2271–90. doi :10.1021/cr000230w. PMID 11749373.
- ^ Hemmer W、 McGlone M、Tsigelny I、Taylor SS (1997 年 7 月)。「cAMP 依存性タンパク質キナーゼの ATP 結合部位におけるグリシン トライアドの役割」。The Journal of Biological Chemistry。272 ( 27): 16946–54。doi : 10.1074/ jbc.272.27.16946。PMID 9202006。S2CID 33795382 。
- ^ Hanks SK (2003). 「真核生物タンパク質キナーゼスーパーファミリーのゲノム解析：展望」.ゲノム生物学. 4 (5): 111. doi : 10.1186/gb-2003-4-5-111 . PMC 156577. PMID 12734000.
- ^ Taylor SS、Yang J、Wu J、Haste NM、Radzio-Andzelm E、Anand G (2004 年 3 月)。「PKA: タンパク質キナーゼのダイナミクスのポートレート」。Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - タンパク質とプロテオミクス。1697 (1–2): 259–69。doi :10.1016/ j.bbapap.2003.11.029。PMID 15023366 。
- ^ Hudmon A, Schulman H (2002-06-01). 「ニューロンCA2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII：細胞機能における構造と自己調節の役割」。Annual Review of Biochemistry . 71 (1): 473–510. doi :10.1146/annurev.biochem.71.110601.135410. PMID 12045104。
- ^ 「CAMK2A カルシウム/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼIIアルファ [Homo sapiens (ヒト)] - 遺伝子 - NCBI」。www.ncbi.nlm.nih.gov 。 2020年3月20日閲覧。
