カルシウム結合タンパク質

カルシウム結合タンパク質は、多くの細胞プロセスで重要な役割を果たすカルシウムイオンである Ca ²⁺に結合することによって、カルシウム細胞シグナル伝達経路に関与するタンパク質です。カルシウム結合タンパク質には、カルシウムに結合する特定のドメインがあり、異質であることが知られています。

カルシウム結合タンパク質の機能の1つは、細胞の細胞質内の遊離（未結合）Ca ^{2+の量を調節することです。}^[1]細胞によるカルシウムの調節は、カルシウム恒常性として知られています。

種類

カルシウム結合タンパク質には多くの種類があり、細胞や組織への分布や特定の機能への関与が異なります。カルシウム結合タンパク質は細胞にとって重要な生理学的役割も果たします。^[2]最も遍在するCa ^{2+感知タンパク質は}カルモジュリンで、酵母を含むすべての真核生物に見られます。細胞内Ca ^{2+の貯蔵と}筋小胞体からの放出は、高容量で低親和性のカルシウム結合タンパク質カルセクエストリンに関連しています。^[3]カルレチニンは、29kDの別のタイプのカルシウム結合タンパク質です。これは細胞シグナル伝達に関与しており、ニューロンに存在することが示されている。このタイプのタンパク質は悪性中皮細胞にも大量に見られ、癌腫と簡単に区別できます。この区別は、後に卵巣間質性腫瘍の診断に適用されます。^[4]また、EFハンドスーパーファミリーの別のメンバーは、p53を制御するS100Bタンパク質です。p53は腫瘍抑制タンパク質として知られており、この場合、多数の遺伝子の転写活性化因子または抑制因子として機能します。S100Bタンパク質は癌性腫瘍細胞に豊富に存在し、過剰発現を引き起こすため、これらのタンパク質は腫瘍の分類に役立ちます。さらに、これは、転写制御が行われるときにこのタンパク質がp53と簡単に相互作用できる理由を説明しています。 ^[5]

カルシウム結合タンパク質は細胞内と細胞外に存在する。細胞内にあるものは構造的なEFハンドドメインを含むか、または欠いている。細胞外カルシウム結合タンパク質は6つのグループに分類される。^{[2] Ca(2+)は重要なセカンドメッセンジャーであるため、遺伝子転写の活性化因子または阻害剤として作用する。}カルモジュリンやカルシニューリンなどのEFハンドスーパーファミリーに属するものは転写調節に関連している。細胞内のCa(2+)レベルが上昇すると、EFハンドスーパーファミリーのこれらのメンバーは転写因子をリン酸化/脱リン酸化することにより間接的に転写を調節する。^[5]

分泌型カルシウム結合リン酸化タンパク質

分泌型カルシウム結合リン酸化タンパク質（SCPP）遺伝子ファミリーは、硬骨魚類と同時期に出現した古代の遺伝子群から構成される。SCPP遺伝子は、酸性型とP/Qに富む型に大別される。前者は主に骨や象牙質の形成に関与し、後者は通常エナメル質/エナメル質の形成に関与する。哺乳類では、P/Qに富むSCPPは唾液や牛乳にも存在し、MUC7（ムチン）やカゼインなどの非正統的なメンバーも含まれる。SCPP遺伝子は、タンパク質配列ではなくエクソン構造によって認識される。^[6]

機能

カルシウム結合タンパク質はシグナル伝達の役割を担い、恒常性から学習や記憶まで、細胞の機能のあらゆる側面に貢献しています。例えば、ニューロン特異的カレキシチンはニューロンに興奮作用を及ぼすことがわかっており、電圧依存性カリウムチャネルなどのニューロンの発火状態を制御するタンパク質と相互作用します。^[7]

カルレチニンやカルビンジン-28kDaなどのカルシウム結合タンパク質の区画化が細胞内で観察されており、これらのタンパク質が局所的なカルシウムシグナル伝達において異なる機能を果たすことを示唆している。 ^[8]また、カルシウム結合タンパク質は細胞質を自由に拡散して均一に分布するだけでなく、その機能にとって重要であると思われる相互作用を通じて細胞構造に結合することもできる。^[8]

参照

参考文献

^ Kinjo, Tashi G; Schnetkamp, Paul PM. 生物システムにおけるCa2+の化学、貯蔵、輸送：概要。マダム・キュリー生物科学データベース [インターネット] 。2016年5月2日閲覧。
^ ab Yáñez M, Gil-Longo J, Campos-Toimil M (2012). 「カルシウム結合タンパク質」. Adv Exp Med Biol . 実験医学と生物学の進歩. 740 :461–82. doi :10.1007/978-94-007-2888-2_19. ISBN 978-94-007-2887-5. PMID 22453954。
^ シーゲル、ジョージ（編）「基礎神経化学：分子、細胞、医学的側面」リッピンコット・ウィリアムズ・アンド・ウィルキンス／1999年ISBN 0-397-51820-X
^ “NordiQC”. 2016年6月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年5月4日閲覧。
^ ab 伊倉光彦; 大澤正則; エイムズジェームズ B. (2002年7月). 「転写制御におけるカルシウム結合タンパク質の役割：構造から機能へ」(PDF) . BioEssays: 分子生物学、細胞生物学、発生生物学のニュースとレビュー. 24 (7): 625–636. doi :10.1002/bies.10105. PMID 12111723 . 2022年11月5日閲覧。
^ 川崎和彦 (2018). 「脊椎動物における SCPP 遺伝子の起源と初期進化および組織石灰化」.バイオミネラリゼーション. pp. 157–164. doi : 10.1007/978-981-13-1002-7_17 . ISBN 978-981-13-1001-0. S2CID 91544812。
^ Nelson T, Cavallaro S, Yi C, McPhie D, Schreurs B, Gusev P, Favit A, Zohar O, Kim J, Beushausen S, Ascoli G, Olds J, Neve R, Alkon D (1996). 「Calexcitin: カルシウムと GTP を結合し、カリウムチャネルを阻害し、膜の興奮性を高めるシグナル伝達タンパク質」. PNAS . 93 ( 24): 13808–13. Bibcode :1996PNAS...9313808N. doi : 10.1073/pnas.93.24.13808 . PMC 19433. PMID 8943017.
^ ab Mojumder DK、Wensel TG 、 Frishman LJ (2008 年 8 月)。「ラット網膜の神経節細胞とアマクリン細胞における 2 つのカルシウム結合タンパク質、カルレチニンとカルビンジン-28 kDa の細胞内区画化」。Molecular Vision。14 : 1600–1613。PMC 2528027。PMID 18769561。

外部リンク

米国国立医学図書館医学件名標目(MeSH)のカルシウム結合タンパク質

[1] Kinjo, Tashi G; Schnetkamp, Paul PM. 生物システムにおけるCa2+の化学、貯蔵、輸送：概要。マダム・キュリー生物科学データベース [インターネット] 。2016年5月2日閲覧。

[pmid22453954-2] Yáñez M, Gil-Longo J, Campos-Toimil M (2012). 「カルシウム結合タンパク質」. Adv Exp Med Biol . 実験医学と生物学の進歩. 740 :461–82. doi :10.1007/978-94-007-2888-2_19. ISBN 978-94-007-2887-5. PMID 22453954。

[3] シーゲル、ジョージ（編）「基礎神経化学：分子、細胞、医学的側面」リッピンコット・ウィリアムズ・アンド・ウィルキンス／1999年ISBN 0-397-51820-X

[4] “NordiQC”. 2016年6月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年5月4日閲覧。

[nmr.uhnres.utoronto.ca-5] 伊倉光彦; 大澤正則; エイムズジェームズ B. (2002年7月). 「転写制御におけるカルシウム結合タンパク質の役割：構造から機能へ」(PDF) . BioEssays: 分子生物学、細胞生物学、発生生物学のニュースとレビュー. 24 (7): 625–636. doi :10.1002/bies.10105. PMID 12111723 . 2022年11月5日閲覧。

[Kawasaki18-6] 川崎和彦 (2018). 「脊椎動物における SCPP 遺伝子の起源と初期進化および組織石灰化」.バイオミネラリゼーション. pp. 157–164. doi : 10.1007/978-981-13-1002-7_17 . ISBN 978-981-13-1001-0. S2CID 91544812。

[7] Nelson T, Cavallaro S, Yi C, McPhie D, Schreurs B, Gusev P, Favit A, Zohar O, Kim J, Beushausen S, Ascoli G, Olds J, Neve R, Alkon D (1996). 「Calexcitin: カルシウムと GTP を結合し、カリウムチャネルを阻害し、膜の興奮性を高めるシグナル伝達タンパク質」. PNAS . 93 ( 24): 13808–13. Bibcode :1996PNAS...9313808N. doi : 10.1073/pnas.93.24.13808 . PMC 19433. PMID 8943017.

[Mojumder2008-8] Mojumder DK、Wensel TG 、 Frishman LJ (2008 年 8 月)。「ラット網膜の神経節細胞とアマクリン細胞における 2 つのカルシウム結合タンパク質、カルレチニンとカルビンジン-28 kDa の細胞内区画化」。Molecular Vision。14 : 1600–1613。PMC 2528027。PMID 18769561。