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| クレアチンキナーゼ | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 2.7.3.2 | ||||||||
| CAS番号 | 9001-15-4 | ||||||||
| 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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クレアチンキナーゼ( CK ) は、クレアチンホスホキナーゼ( CPK ) またはホスホクレアチンキナーゼとも呼ばれ、さまざまな組織や細胞型で発現する酵素( EC 2.7.3.2) です。CK はクレアチンの変換を触媒し、アデノシン三リン酸(ATP) を使用してホスホクレアチン(PCr) とアデノシン二リン酸(ADP) を生成します。この CK 酵素反応は可逆的であるため、PCr と ADP から ATP を生成できます。
ATPを急速に消費する組織や細胞、特に骨格筋では、また脳、網膜の光受容細胞、内耳の有毛細胞、精子、平滑筋でも、PCrは、ATPをその場で急速に緩衝および再生するためのエネルギー貯蔵庫として、またPCrシャトルまたは回路による細胞内エネルギー輸送として機能します。[2]したがって、クレアチンキナーゼはそのような組織において重要な酵素です。[3]
臨床的には、クレアチンキナーゼは、心筋梗塞（心臓発作）、横紋筋融解症（重度の筋肉の破壊） 、筋ジストロフィー、自己免疫性ミオシチズム、急性腎障害などのCKに富む組織の損傷のマーカーとして血液検査で測定されます。[4]
種類
細胞内の細胞質CK酵素は、 B（脳型）またはM（筋肉型）の2つのサブユニットから構成されています。したがって、CK-MM、CK-BB、CK-MBの3つの異なるアイソザイムがあります。これらのサブユニットの遺伝子は、異なる染色体上にあります。Bは14q32、Mは19q13です。これら3つの細胞質CKアイソフォームに加えて、ユビキタスフォームとサルコメアフォームの2つのミトコンドリアクレアチンキナーゼアイソザイムがあります。ミトコンドリアCKアイソフォームの機能的実体は、それぞれ4つの二量体からなる八量体です。[5]
ミトコンドリアクレアチンキナーゼはミトコンドリア ATP からクレアチンリン酸の形成に直接関与しますが、細胞質 CK は PCr を使用して ADP から ATP を再生します。これは、細胞内で ATP が使用される細胞内部位で発生し、CK はin situ ATP 再生装置として機能します。
アイソザイムのパターンは組織によって異なります。骨格筋は CK-MM (98%) と低レベルの CK-MB (1%) を発現します。対照的に、心筋はCK-MM を 70%、CK-MB を 25～30% 発現します。CK-BB は主に脳と平滑筋に発現し、血管組織や子宮組織も含まれます。
タンパク質構造
X線タンパク質結晶構造解析によって解明されたクレアチンキナーゼの最初の構造は、1996年の八量体サルコメア筋型ミトコンドリアCK（s-mtCK）の構造でした。[6]その後、2000年に普遍的なミトコンドリアCK（u-mtCK）の構造が解明されました。 [7] [8] バナナ型の二量体細胞質脳型BB-CKの原子構造は、1999年に1.4Åの解像度で解明されました 。 [ 9]細胞質BB-CKと筋肉型MM-CKはどちらもバナナ型の対称二量体を形成し、各サブユニットに1つの触媒活性部位があります。[10]
機能
ミトコンドリアクレアチンキナーゼ（CK m ）はミトコンドリア膜間腔に存在し、ミトコンドリアで生成されたATPと細胞質から取り込まれたクレアチン（Cr）からクレアチンリン酸（PCr）を再生します。2つのミトコンドリアCKアイソザイム形態、すなわち普遍的なmtCK（非筋肉組織に存在）とサルコメアmtCK（サルコメア筋に存在）とは別に、組織に応じて3つの細胞質CKアイソフォームが細胞質に存在します。MM-CKはサルコメア筋、つまり骨格筋と心筋で発現しますが、MB-CKは心筋で発現し、BB-CKは平滑筋とほとんどの非筋肉組織で発現します。
ミトコンドリア mtCK と細胞質 CK は、いわゆる PCr/Cr シャトルまたは回路でつながっています。ミトコンドリアで mtCK によって生成された PCr は、細胞質 CK に運ばれ、細胞質 CK は、筋収縮に関与するアクトミオシン ATPase やカルシウム ATPase、腎臓でのナトリウム保持に関与するナトリウム/カリウム ATPase などの ATP 依存プロセスと結合します。結合した細胞質 CK は、細胞内を運ばれてきた PCr を受け入れ、ADP を使用して ATP を再生します。その後、ATPase はこれをエネルギー源として使用できます (CK は ATPase と密接に関連しており、機能的に結合したマイクロコンパートメントを形成します)。PCr はエネルギーバッファーであるだけでなく、細胞内のエネルギー (ATP) 生成部位 (ミトコンドリアと解糖) とエネルギー利用部位 (ATPase) の間のエネルギー輸送形態でもあります。[2]
このように、CKは骨格筋、心臓筋、平滑筋の収縮力を高め、血圧の生成に関与しています。[11]さらに、クレアチンキナーゼのADP消去作用は出血性疾患に関与していることが示唆されており、血漿CKが著しく上昇している人は重篤な出血を起こしやすい可能性があります。[12]
臨床検査
| 血清クレアチンキナーゼ | |
|---|---|
| 基準範囲 | 60および400 IU/L |
| 目的 | 筋肉損傷の検出[13 ] |
| テストの | 血液中のクレアチンキナーゼの量。[13] |
CKは、医療検査室で日常的に測定されることが多い。かつては、急性心筋梗塞を認識するために、特に胸痛のある患者で測定されていたが、この検査は主にトロポニンに取って代わられた。安静時の正常値は通常60～400 IU/ Lである[14]。ここで1単位は酵素活性であり、より具体的には、特定の条件下（温度、pH、基質濃度、活性剤）で1分間に1μmolの基質を触媒する酵素の量である。[15]この検査は、上昇しているCKの 種類に特異的ではない。
血中のクレアチンキナーゼは、健康時でも病気時でも高くなることがあります。運動は、最大1週間にわたり血流へのクレアチンキナーゼの流出を増加させ、これが血中CK値が高くなる最も一般的な原因です。[16]さらに、アフリカ系の人々のように、血中CK値が高いことは、細胞内CK値が高いことに関係している可能性があります。[17]
最後に、血中CK値が高いことは、横紋筋融解症、心筋梗塞、筋炎、心筋炎などのCKを多く含む組織の損傷の兆候である可能性があります。つまり、スタチンなどの薬剤の使用、甲状腺機能低下症などの内分泌疾患、 [18]および悪性高熱、[19]や悪性症候群などの骨格筋疾患や障害など、さまざまな臨床状態で血中クレアチンキナーゼ値が上昇する可能性があるということです。[20]
さらに、アイソザイム測定は、過去には心臓発作における心筋損傷の指標として広く使用されていました。多くの病院ではトロポニン測定がこれに取って代わりましたが、一部のセンターでは依然として CK-MB に依存しています。
命名法
この酵素は医学文献ではしばしば「クレアチニンキナーゼ」という誤った名前で記載されています。クレアチニンは酵素の基質でも生成物でもありません。[21]
参照
参考文献
- ^ Bong SM、Moon JH、Nam KH、Lee KS、Chi YM、Hwang KY (2008 年 11 月)。「ADP-Mg2+-NO3- -クレアチン遷移状態類似体複合体と複合したヒト脳型クレアチンキナーゼの構造研究」。FEBS Letters。582 ( 28 ) : 3959–65。doi : 10.1016 /j.febslet.2008.10.039。PMID 18977227。S2CID 21911841 。
- ^ ab Wallimann T, Wyss M, Brdiczka D, Nicolay K, Eppenberger HM (1992 年 1 月). 「高エネルギー需要と変動エネルギー需要を持つ組織におけるクレアチンキナーゼアイソザイムの細胞内区画、構造および機能: 細胞エネルギー恒常性のための「クレアチンリン酸回路」」The Biochemical Journal . 281 ( Pt 1) (1): 21–40. doi :10.1042/bj2810021. PMC 1130636. PMID 1731757 .
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外部リンク
- mdausa.orgで簡単に述べられています
- 米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)のクレアチン+キナーゼ
- CPK アイソザイム検査MedlinePlus 百科事典: 003504
- CK ラボテストオンライン
