シスタチン

利用可能なタンパク質構造:
パム	構造 / ECOD
電子データ	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBサム	構造の概要
電子データ	PDB : 1a67 PDB : 1a90 PDB : 1cew PDB : 1cyu PDB : 1cyv PDB : 1dvc PDB : 1dvd PDB : 1eqk PDB : 1g96 PDB : 1gd3

プロテイナーゼ阻害剤I25、シスタチン
プロテイナーゼ阻害剤I25、シスタチン
	PDBエントリー3L0Rの軟ダニOrnithodoros moubata由来の免疫調節唾液シスタチンの結晶構造。
識別子
シンボル	プロテインヒスタット
パム	PF00031
ファム一族	CL0121
インタープロ	著作権
頭いい	SM00043
プロサイト	PDOC00259
パム
利用可能なタンパク質構造:
パム	構造 / ECOD
電子データ	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBサム	構造の概要
電子データ	PDB : 1a67 PDB : 1a90 PDB : 1cew PDB : 1cyu PDB : 1cyv PDB : 1dvc PDB : 1dvd PDB : 1eqk PDB : 1g96 PDB : 1gd3

シスタチンは、配列相同性と、反平行のベータシートの上にアルファヘリックスの共通の三次構造を共有するシステインプロテアーゼ阻害剤のファミリーです。このファミリーは、以下のように細分化されます。

シスタチンは、フェチュイン、キニノーゲン、ヒスチジンに富む糖タンパク質、シスタチン関連タンパク質と類似性を示す。^[2]^[3]^{[4]シスタチンは主に、ペプチダーゼファミリーC1（}パパインファミリー）とC13（レグマインファミリー）に属するペプチダーゼ酵素（プロテアーゼ の別名）を阻害する。これらは誤って折り畳まれてアミロイド沈着物を形成することが知られており、いくつかの疾患に関与している。^[^要出典^]

種類

シスタチンファミリーには以下が含まれます。

タイプ1シスタチンは細胞内に存在し、多くの細胞の細胞質に存在しますが、体液中にもかなりの濃度で存在することがあります。これらは約100残基の単鎖ポリペプチドで、ジスルフィド結合も炭水化物側鎖も持っていません。タイプ1シスタチンはステフィン（最初に発見されたステファン研究所にちなんで^[5]）とも呼ばれています。
タイプ 2 シスタチンは主に細胞外に分泌されるポリペプチドで、大部分は酸性で、2 つのジスルフィド結合を形成することが知られている 4 つの保存されたシステイン残基を含み、グリコシル化および/またはリン酸化される可能性があります。これらは 19 ～ 28 残基のシグナルペプチドで合成されます。これらは広く分布しており、ほとんどの体液に存在します。^[^{引用が必要}^]
タイプ 3 シスタチンは、マルチドメインタンパク質です。このグループの哺乳類の代表はキニノーゲンです。哺乳類には 3 種類のキニノーゲンがあります。H- (高分子量、InterPro : IPR002395 ) キニノーゲンと L- (低分子量) キニノーゲンは多くの種に存在し、T- キニノーゲンはラットにのみ存在します。^{[引用が必要]}
分類されていないシスタチン。これらは、植物のフィトシスタチン、哺乳類のフェチュイン、昆虫のシスタチン、および MEROPS ペプチダーゼファミリー M12 (アスタシン/アダマリシン) のメタロプロテアーゼを阻害するパフアダー毒シスタチンなど、さまざまな生物に存在するシスタチン様タンパク質です。また、シスタチン様タンパク質の多くは阻害活性がないことがわかっています。^{[引用が必要]}

ヒトシスタチン

CST1、CST2、CST3（シスタチンC、腎機能マーカー）、CST4、CST5、CST6、CST7、CST8、 CST9、 CST11、CSTA（シスタチンA）、CSTB（シスタチンB）^[要出典]

植物シスタチン

植物シスタチンは、フィトシスタチンと呼ばれる特別なクラスに分類される特別な特性を持っています。その1つは、植物シスタチンにのみ存在するN末端アルファヘリックスの存在です。フィトシスタチンは、植物の発芽や防御など、いくつかのプロセスに関与しています。van Wykらは、ダイズ中に、オリザシスタチンIに類似した約19種類のシスタチンと、関連するシステインプロテアーゼを発見しました。^[6]

阻害活性: 植物のシスタチンは、動物のシスタチンと同様に、システインプロテアーゼを阻害することで機能します。これにより、タンパク質分解、老化、防御反応など、さまざまな細胞プロセスを制御します。
防御機構: 一部の植物シスタチンは、草食動物や病原体に対する防御機構と関連しています。植物が攻撃を受けると、シスタチンを生成して、草食動物の消化酵素や侵入した病原体のプロテアーゼを阻害することがあります。
組織特異的発現: さまざまな植物組織や器官が、特定のシスタチンアイソフォームを発現する場合があります。この組織特異的発現は、これらのタンパク質が植物のさまざまな部分で異なる役割を果たしていることを示唆しています。
ストレス反応: 植物のシスタチンは、環境ストレスへの反応に関係していることが多いです。植物が干ばつ、暑さ、その他のストレスなどの条件に直面すると、植物の適応反応の一環としてシスタチンの発現が変化することがあります。
種子の発育: シスタチンは種子の発育と成熟にも関与しています。シスタチンは種子の発育段階でプロテアーゼ活性を調節する役割を果たします。
多様性: 植物界には多様なシスタチンが存在し、異なる植物種には特定の機能を持つ独自のシスタチンアイソフォームが存在する可能性があります。この多様性は、これらのタンパク質がさまざまな生態学的ニッチに適応できることを反映しています。

植物シスタチンを理解することは、植物生物学の分子メカニズムを解明するだけでなく、農業への応用の可能性にとっても重要です。植物のシスタチンに関する知識を活用することで、害虫や病気に対する耐性が向上した作物の開発に貢献できる可能性があります。現在もさまざまな植物種における植物シスタチンの役割と用途を探求する研究が進められています。

膜透過性

ニワトリシスタチンはMCF-10A新生T細胞の膜を素早く通過し、6〜18個の炭素原子の脂肪酸アシル残基でアシル化されるとカテプシンBを阻害した。 ^[7]^{[関連性あり? ]}

参照

アフィマーはシスタチン骨格をベースにした人工タンパク質の一種である。

参考文献

^ Salát J、Paesen GC、Rezácová P、Kotsyfakis M、Kovárová Z、Sanda M、他。 (2010 年 7 月)。「軟ダニオルニソドロス・モウバタ由来の免疫調節性唾液シスタチンの結晶構造と機能特性評価」。生化学ジャーナル。429 (1): 103–112。土井：10.1042/BJ20100280。PMC 3523712。PMID 20545626。; PyMOLでレンダリング
^ Rawlings ND 、Barrett AJ (1990年1 月)。「シスタチンスーパーファミリーのタンパク質の進化」。Journal of Molecular Evolution。30 ( 1): 60–71。Bibcode : 1990JMolE..30 ...60R。doi : 10.1007/BF02102453。PMID 2107324。S2CID 33504413。
^ Abrahamson M, Alvarez-Fernandez M, Nathanson CM (2003). 「シスタチン」.生化学会シンポジウム. 70 (70): 179–199. doi :10.1042/bss0700179. PMID 14587292.
^ Turk V, Bode W (1991年7月). 「シスタチン：システインプロテイナーゼのタンパク質阻害剤」. FEBS Letters . 285 (2): 213–219. Bibcode :1991FEBSL.285..213T. doi :10.1016/0014-5793(91)80804-C. PMID 1855589. S2CID 40444629.
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^ van Wyk SG、Du Plessis M、Cullis CA、Kunert KJ 、 Vorster BJ (2014 年 11 月)。「大豆根粒の発達と老化中のシステインプロテアーゼとシスタチンの発現と活性」。BMC Plant Biology。14 : 294。doi : 10.1186 / s12870-014-0294-3。PMC 4243279。PMID 25404209。
^ Kocevar N、Obermajer N、Kreft S (2008 年 9 月)。「アシル化シスタチンの膜透過性は、脂肪アシル鎖の長さに依存する」。Chemical Biology & Drug Design。72 ( 3): 217–224。doi :10.1111/j.1747-0285.2008.00693.x。PMID 18702630。S2CID 24573152 。

さらに読む

Lee C、Bongcam-Rudloff E、Sollner C、Jahnen- Dechent W、Claesson-Welsh L (2009 年 1 月)。「タイプ 3 シスタチン、フェチュイン、キニノーゲン、ヒスチジンに富む糖タンパク質」。Frontiers in Bioscience。14 ( 8): 2911–2922。doi : 10.2741 / 3422。PMID 19273244 。
「シスタチン: ひっくり返るタンパク質!」非常に興味深い PDB 構造; ヨーロッパのタンパク質データバンク。欧州バイオインフォマティクス研究所 (EMBL-EBI)。2013 年 9 月 28 日にオリジナルからアーカイブされました。

外部リンク

米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)におけるシスタチン

この記事にはパブリックドメインのPfamおよびInterPro : IPR000010からのテキストが組み込まれています。

[pmid20545626-1] Salát J、Paesen GC、Rezácová P、Kotsyfakis M、Kovárová Z、Sanda M、他。 (2010 年 7 月)。「軟ダニオルニソドロス・モウバタ由来の免疫調節性唾液シスタチンの結晶構造と機能特性評価」。生化学ジャーナル。429 (1): 103–112。土井：10.1042/BJ20100280。PMC 3523712。PMID 20545626。; PyMOLでレンダリング

[PUB00003412-2] ^ Rawlings ND 、Barrett AJ (1990年1 月)。「シスタチンスーパーファミリーのタンパク質の進化」。Journal of Molecular Evolution。30 ( 1): 60–71。Bibcode : 1990JMolE..30 ...60R。doi : 10.1007/BF02102453。PMID 2107324。S2CID 33504413。

[PUB00014312-3] Abrahamson M, Alvarez-Fernandez M, Nathanson CM (2003). 「シスタチン」.生化学会シンポジウム. 70 (70): 179–199. doi :10.1042/bss0700179. PMID 14587292.

[PUB00001614-4] Turk V, Bode W (1991年7月). 「シスタチン：システインプロテイナーゼのタンパク質阻害剤」. FEBS Letters . 285 (2): 213–219. Bibcode :1991FEBSL.285..213T. doi :10.1016/0014-5793(91)80804-C. PMID 1855589. S2CID 40444629.

[5] マクライト W、ボルチャート U、フリッツ H、ブジン J、リトーニャ A、ターク V (1983 年 11 月)。「システインプロテイナーゼのタンパク質阻害剤。II. ヒト多形核顆粒球由来のシステインプロテイナーゼのサイトゾルタンパク質阻害剤であるステフィンの一次構造」。ホッペ・セイラーの「生理化学的時代」。364 (11): 1481–1486。土井：10.1515/bchm2.1983.364.2.1481。PMID 6689312。

[6] ^ van Wyk SG、Du Plessis M、Cullis CA、Kunert KJ 、 Vorster BJ (2014 年 11 月)。「大豆根粒の発達と老化中のシステインプロテアーゼとシスタチンの発現と活性」。BMC Plant Biology。14 : 294。doi : 10.1186 / s12870-014-0294-3。PMC 4243279。PMID 25404209。

[7] Kocevar N、Obermajer N、Kreft S (2008 年 9 月)。「アシル化シスタチンの膜透過性は、脂肪アシル鎖の長さに依存する」。Chemical Biology & Drug Design。72 ( 3): 217–224。doi :10.1111/j.1747-0285.2008.00693.x。PMID 18702630。S2CID 24573152 。