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| カルパイン-2 | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 3.4.22.53 | ||||||||
| CAS番号 | 702693-80-9 | ||||||||
| 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 | ||||||||
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カルパイン-2（EC 3.4.22.53、カルシウム活性化中性プロテアーゼII、m-カルパイン、ミリカルパイン）は、細胞内ヘテロ二量体カルシウム活性化システインプロテアーゼである。[1] [2]この酵素は以下の化学反応を触媒する。
- 幅広いエンドペプチダーゼ特異性
この酵素はペプチダーゼファミリーC2に属し、カルパインファミリーの15種類のタンパク質のうちの1つです。[3]
構造
カルパイン-2は、CAPN2遺伝子によってコードされる触媒サブユニットと調節サブユニットCAPNS1のヘテロ二量体です。[1] [4] [5]触媒サブユニットは、プロテアーゼコア1ドメイン（PC1）、プロテアーゼコア2ドメイン（PC2）、カルパイン型ベータサンドイッチ様ドメイン（CBSW）、およびペンタEFハンドドメイン（PEF（L））の4つのドメインで構成されています。[3]触媒溝は、カルシウム結合時にPC1とPC2によって形成されます。[6]触媒トライアドは、残基C105、H262、およびN286で構成されています。注目すべきことに、CAPN2にはN末端アンカーヘリックスも含まれていますが、これはプロテアーゼ活性化時に切断されます。[7]これは触媒活性の調節に役割を果たしていると考えられています。
調節サブユニットは、グリシンリッチドメイン（GR）とペンタEFハンドドメイン（PEF(S)）の2つのドメインで構成されています。[3]不対EFハンドモチーフを介したPEF(S)とPEF(L)の相互作用により、2つのサブユニットの二量体化が引き起こされます。カルパイン2ヘテロ二量体は、触媒CAPN1サブユニットと調節CAPNS1サブユニットによって形成されるカルパイン1と高い相同性があります。[3]
プロパティ
カルパイン-2 のタンパク質分解にはコンセンサス配列は知られていないが、130 種類を超える基質の可能性があるという証拠がある。[8]カルパイン-2 によるタンパク質分解は Ca 2+イオンの存在によって制御される。活性化には生理学的濃度を超える (ミリモル濃度以下) Ca 2+が必要である。[6]細胞内 Ca 2+濃度(約 100 nM) [9] はカルパイン-2 を活性化するには不十分であるため、細胞外空間または小胞体からのイオンの流入によって活性化が起こる。さらに、カルパイン-1/2 はカルパスタチン (CAST 遺伝子によってコードされる) によって阻害される可能性があり、カルパスタチンはカルパイン-1/2 の触媒サブユニットと調節サブユニットの PEF ドメインに結合する。カルパスタチンは立体障害によって活性部位への基質の結合を阻害する。[10]
癌におけるカルパイン-2
カルパイン2の発現上昇は癌の攻撃性の増加と関連している。[11] [12]作用機序は細胞の移動、浸潤、化学療法剤に対する感受性に関与する基質の切断によるものであることを示唆する証拠がある。[13] [14] [15]
ドメイン命名法
これまで使用されていた命名法では、CAPN2のN末端から始まりCAPNS1のC末端で終わるカルパイン2ドメインを表すためにローマ数字が使用されていました。たとえば、PEF(L)とPEF(S)はそれぞれドメインIVとドメインVIと呼ばれていました。[16]
参照
- カルパイン研究ポータル
- CAPN2
- ヒトカルパイン-2の結晶構造
参考文献
- ^ ab Strobl S, Fernandez-Catalan C, Braun M, Huber R, Masumoto H, Nakagawa K, et al. (2000年1月). 「カルシウムを含まないヒトm-カルパインの結晶構造は、カルシウムによる活性化の静電スイッチ機構を示唆している」。米国科学アカデミー紀要。97 ( 2 ) : 588–92。Bibcode : 2000PNAS ...97..588S。doi : 10.1073/ pnas.97.2.588。PMC 15374。PMID 10639123。
- ^ Dutt P、Spriggs CN、Davies PL、Jia Z、Elce JS (2002 年 10 月)。「μ-カルパインと m-カルパインの活性化における Ca2+ 要件の違いの原因」。The Biochemical Journal。367 ( Pt 1 ) : 263–9。doi :10.1042/bj20020485。PMC 1222847。PMID 12014988。
- ^ abcd Ono Y, Sorimachi H (2012年1月). 「カルパイン：精巧なタンパク質分解システム」. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - タンパク質とプロテオミクス. 1824 (1): 224–36. doi : 10.1016/j.bbapap.2011.08.005 . PMID 21864727.
- ^ Hosfield CM、Elce JS、Davies PL、Jia Z (1999 年 12 月)。「カルパインの結晶構造は、Ca(2+) 依存性プロテアーゼ活性の構造的基礎と酵素活性化の新しいモードを明らかにする」。EMBOジャーナル 。18 ( 24 ): 6880–9。doi :10.1093 / emboj /18.24.6880。PMC 1171751。PMID 10601010。
- ^ Dutt P、Arthur JS、Croall DE、Elce JS (1998 年 10 月)。「m-カルパインサブユニットはカルシウムの存在下でも会合したままである」。FEBS Letters。436 ( 3 ): 367–71。doi : 10.1016 /s0014-5793(98)01167-3。PMID 9801150 。
- ^ ab Moldoveanu T、Hosfield CM、Lim D、Elce JS、Jia Z、Davies PL (2002年3月)。「Ca(2+)スイッチがカルパインの活性部位を整列させる」。Cell . 108 (5): 649–60. doi : 10.1016/S0092-8674(02)00659-1 . PMID 11893336. S2CID 15607738 .
- ^ Chou JS、Impens F、Gevaert K、Davies PL (2011 年 7 月)。「m-カルパインの in vitro 活性化には自己分解やサブユニット解離は不要」。Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics。1814 (7): 864–72。doi :10.1016/ j.bbapap.2011.04.007。PMID 21549862 。
- ^ Liu Z, Cao J, Gao X, Ma Q, Ren J, Xue Y (2011 年 4 月). 「GPS-CCD: カルパイン切断部位の予測のための新しい計算プログラム」. PLOS ONE . 6 (4): e19001. Bibcode :2011PLoSO...619001L. doi : 10.1371/journal.pone.0019001 . PMC 3080405. PMID 21533053 .
- ^ Breitwieser GE (2008). 「組織機能 の統合因子としての細胞外カルシウム」国際生化学・細胞生物学誌。40 (8): 1467–80. doi :10.1016/j.biocel.2008.01.019. PMC 2441573. PMID 18328773 .
- ^ Hanna RA、Campbell RL 、Davies PL (2008年11 月)。「カルパインのカルシウム結合構造とカルパスタチンによる阻害メカニズム」。Nature . 456 ( 7220 ) : 409–12。Bibcode : 2008Natur.456..409H。doi :10.1038/nature07451。PMID 19020623。S2CID 4399656。
- ^ Storr SJ、 Carragher NO、 Frame MC、Parr T、Martin SG（2011年5月）。 「カルパインシステムと癌」。Nature Reviews。癌。11 （ 5）：364–74。doi ：10.1038/nrc3050。PMID 21508973。S2CID 23555255。
- ^ Storr SJ、Safuan S、Woolston CM、Abdel-Fatah T、Deen S、Chan SY、Martin SG（2012年10月）。「カルパイン-2発現は、卵巣がんにおけるプラチナベースの化学療法への反応、無増悪生存率、全生存率と関連している」。Journal of Cellular and Molecular Medicine。16（10）：2422–8。doi ：10.1111/ j.1582-4934.2012.01559.x。PMC 3472029。PMID 22435971。
- ^ Franco SJ、Huttenlocher A (2005 年9 月)。「細胞移動の制御: カルパインが鍵を握る」。Journal of Cell Science。118 ( Pt 17): 3829–38。doi : 10.1242/jcs.02562。PMID 16129881。
- ^ Grieve S、Gao Y、Hall C、Hu J、Greer PA (2016 年 8 月)。「カルパイン遺伝子破壊と HSP90 阻害の組み合わせが乳腺腫瘍形成を減弱させる」。分子細胞 生物学。36 (15): 2078–88。doi :10.1128 / MCB.01062-15。PMC 4946432。PMID 27215381。
- ^ MacLeod JA、Gao Y、Hall C、Muller WJ、Gujral TS、Greer PA (2018 年 9 月)。「カルパイン 1 およびカルパイン 2 の遺伝子破壊により、HER2+ 乳がんのマウスモデルにおける腫瘍形成が抑制され、がん細胞がドキソルビシンおよびラパチニブに対して感受性になる」。Oncotarget。9 ( 70 ) : 33382–33395。doi : 10.18632 /oncotarget.26078。PMC 6161787。PMID 30279968。
- ^ 「構造と命名法 / カルパイン研究ポータル: カルパインの構造と命名法」calpain.net . 2021年1月17日閲覧。
外部リンク
- 米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)のカルパイン 2
