カタボライト活性化タンパク質

カタボライト活性化タンパク質（CAP 、 cAMP受容体タンパク質、CRPとも呼ばれる）は、溶液中でホモ二量体として存在する転写活性化因子である。CAPの各サブユニットは、N末端のリガンド結合ドメイン（CAP ^N、残基1〜138）とC末端のDNA結合ドメイン（DBD、残基139〜209）で構成される。^{[1] [2]} 2つのcAMP（サイクリックAMP）分子が負の協同性で二量体CAPに結合します。サイクリックAMPは、CAPのDNA親和性を高めることでアロステリックエフェクターとして機能する。CAPは、RNAポリメラーゼのDNA結合部位の上流のDNA領域に結合このタンパク質間相互作用は、(i) RNAPプロモーター閉鎖複合体の形成を触媒し、(ii) RNAPプロモーター複合体を開構造に異性化させる役割を果たします。CAPとRNAポリメラーゼの相互作用により、転写開始部位付近のDNAが曲がり、転写開始プロセスが効果的に触媒されます。^[3] CAPの名前は、多くの異化経路に関与する遺伝子の転写に影響を与える能力に由来しています。たとえば、細胞内に輸送されるグルコースの量が少ない場合、一連のイベントにより細胞質cAMPレベルが上昇します。このcAMPレベルの上昇はCAPによって感知され、他の多くの異化遺伝子の転写を活性化します。

CAPは特徴的なヘリックス-ターン-ヘリックスモチーフ構造を持ち、DNA上の連続した主要な溝に結合することができます。2つのヘリックスは補強し、それぞれが構造内で43度の回転を引き起こし、DNA全体では94度の回転を引き起こします。^[4]

この相互作用によりDNA分子が開き、RNAポリメラーゼが結合してラクトース分解に関与する遺伝子を転写できるようになります。^{[1] [2] cAMP-CAPは}lacオペロンの転写活性化に必要です。

この要件は、グルコースがラクトースに比べて代謝されやすいことを反映している。細胞はグルコースを「好み」、グルコースが利用可能であれば、ラクトースが存在していてもlacオペロンは活性化されない。これは、2 つの異なるシグナルを統合する効果的な方法である。この現象はカタボライト抑制として知られている。CAP は、モジュロンのよく知られた例であるカタボライト抑制において重要な役割を果たしており、 Mal レギュロンでも役割を果たしている。^[5]

• 米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)におけるカタボライト + アクチベーター + タンパク質