ERAP2

ERAP2 の発現はインターフェロン γ シグナル伝達によって制御されます。ERAP2 と相同酵素ERAP1 はどちらも免疫細胞で発現していますが、他の組織では酵素の発現は独立して制御されており、発現レベルに有意な相関はありません。しかし、ERAP2 のダウンレギュレーションが ERAP1 の発現増加によって相殺される協調的な発現パターンも観察されています。^{[ 3 ]}メラノーマやさまざまな腺癌を含むさまざまな癌種で ERAP2 が過剰発現すると、MHC-I 上の癌抗原の提示が調節され、免疫細胞による癌の浸潤に影響を与える可能性があることが示唆されています。^{[ 4 ]} ERAP2 はマウスでは発現しないため、研究がより困難です。

ERAP1とは異なり、ERAP2はMHCクラスI提示に最適な長さのペプチドを効率的にトリミングすることができます。そのため、ERAP2は9アミノ酸以下のペプチドを短縮し、場合によっては抗原性ペプチドを破壊することが示されています。^{[ 5 ] [ 6 ]} N末端トリミングに加えて、ERAP2は特定のMHCクラスIアレルによって提示されるペプチドモチーフを形成する内部配列の嗜好を介して免疫ペプチドームに影響を与えることも報告されています。HLA-A29のコンテキストでは、ERAP2の発現はHLA-A29特異的なペプチドサブモチーフの生成を促進します。^{[ 7 ]}このペプチドモチーフは、ERAP2およびERAP1の遺伝的変異と強く関連する疾患であるHLA-A29関連バードショットぶどう膜炎に関与する推定自己抗原で検出されます。^{[ 8 ]} HLA-A29免疫ペプチドームの解析は、ERAP2依存性ペプチド選択が単純なN末端トリミングを超えた内部配列特異性を反映していることをさらに示している。

ERAP2は、N末端に塩基性残基（アルギニン、リジン）を持つペプチド基質を好む。^{[ 9 ]}共沈実験で観察されるように、ERAP2の一部はERAP1と複合体を形成することが報告されている。^{[ 9 ]}ヘテロ二量体形成はペプチドトリミング効率を向上させ、抗原レパートリーの拡大とより多様な免疫応答をもたらす。^{[ 10 ]} ERAP1-ERAP2複合体はER内の遊離ペプチドをトリミングすることができ、一部の著者によるとMHC I結合前駆体ペプチドもトリミングできる可能性がある。^{[ 11 ]} ERAP2ハプロタイプBのホモ接合体である個体はERAP2タンパク質の発現を欠き、 B細胞表面のMHCクラスIレベルが著しく低い。これは抗原の提示の変化とそれに伴う免疫応答の変化につながる可能性がある。^{[ 12 ]}

ERAP2は、アンジオテンシン切断を介して血圧恒常性におけるレニン・アンジオテンシン系（RAS）を調節することができます。ERAP1と協調して、ERAP2はアンジオテンシンIIの活性に対抗し、血管拡張と高血圧の軽減を誘導します。^{[ 13 ]} ERAP2による血圧調節は、ERAP2と血圧進行および高血圧発生率との関連によって裏付けられています。^{[ 14 ]}複数の集団における妊娠高血圧症との関連は、血圧恒常性におけるERAP2の役割をさらに裏付けています。^{[ 15 ] [ 16 ]}

ERAP2遺伝子は、ヒト染色体5番上に、M1アミノペプチダーゼの他の2つのファミリーメンバーをコードするERAP1遺伝子とLNPEP遺伝子の間に位置している。その長さは41,438塩基対で、19個のエクソンから構成されている。^{[ 17 ]}

ERAP2遺伝子は高度に多型性であり、強い連鎖不平衡にある多くの一般的な一塩基変異（SNV）を含み、平衡選択によって中間頻度で維持されている。^{[ 18 ]} ERAP2には、スプライスモチーフを変化させることで3つのハプロタイプの代替スプライシングを促進する2つの一般的なSNVが存在する。 ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}定常状態では、切断されたmRNAはナンセンス媒介分解（NMD）によって分解されるが、インフルエンザ感染中は2つの切断型アイソフォームに翻訳される。^{[ 22 ]}そのため、一般集団の25%（ハプロタイプBホモ接合体）は全長ERAP2タンパク質が欠乏している。 SNV rs17486481 の G アレルは、エクソン 12 の上流にある隠れたスプライス部位を活性化し、早期終止コドンも導入して転写産物を NMD に対して脆弱にする (ハプロタイプ C ^{[ 19 ]}と呼ばれる)。ERAP2 の発現は、スプライス領域バリアント rs2248374 によって直接制御される。しかし、下流の LNPEP 遺伝子プロモーターの疾患関連バリアントは、ERAP2 の発現と独立して関連しており、複数の SNP が協調して ERAP2 の発現を調節することを示している。^{[ 20 ]} ERAP2の一般的なミスセンスバリアントに基づいて、主要な大陸集団間で異なるERAP2タンパク質ハプロタイプ (またはアロタイプ) が検出されている。^{[ 21 ] [ 19 ]} ERAP2ハプロタイプは、重度の炎症性疾患（例：バードショット網膜脈絡膜症、クローン病、強直性脊椎炎、乾癬）^{[ 19 ]}および癌治療反応^{[ 23 ]}と関連している。興味深いことに、自己免疫疾患に強く罹患しやすいSNVの対立遺伝子（すなわち、rs2248374のA対立遺伝子およびハプロタイプAの他のSNV）は、近年の人類史において自然選択を受けており^{[ 19 ]} 、腺ペスト（「黒死病」）、肺炎、COVID-19などの重度の呼吸器疾患に対する抵抗力を高めたと考えられている。^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26]]}クルンクらは、保護アレル（現在のヨーロッパ人集団で優勢）を持つ個体ではマクロファージにおけるERAP2の発現が5倍に増加し、その結果Y. pestisの複製が減少することを発見した。

大規模なゲノム研究により、ERAP2 の SNP が潜伏性エプスタイン・バーウイルス (EBV) 感染の制御に影響を与える重要な宿主因子であることが特定されています。^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}これらの知見は、ERAP2 の変異が EBV 潜伏感染およびウイルス DNA 持続感染の宿主制御の違いに寄与する可能性があることを示唆しています。EBV が B 細胞生物学において確立された役割を担っていることを考えると、EBV 活性と多発性硬化症や全身性エリテマトーデス (SLE) などの自己免疫疾患との遺伝的関連性は、ウイルス持続感染と免疫介在性疾患を結びつける共通の宿主経路を示しています。^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}

ERAP2は4つの構造単位（I～IV）から構成され、HEXXHX ₁₈ E亜鉛結合モチーフと既知のGAMENアミノペプチダーゼモチーフは、近縁酵素ERAP1と同様にドメインIIに位置している。触媒部位は単一のZn(II)イオンを特徴とし、2つのヒスチジン残基（H370、H374）と1つのグルタミン酸残基（E393）によって配位されている。ドメインIIIによって連結されたドメインIIとIVは、触媒部位の近くに大きな内部空洞を形成し、外部溶媒を排除する。これはERAP1で得られた「閉じた」コンフォメーションと一致する。^{[ 33 ]}

ERAP2 は、基質を内部空洞に隔離し、相互作用によってトリミング速度を決定することで基質を選択し、基質許容性と配列バイアスを組み合わせています。^{[ 34 ]}この空洞にペプチド生成物が位置する ERAP2 の結晶構造では、深い特異性ポケットの欠如とペプチドの C 末端と相互作用する空洞の欠如が明らかになり、この酵素の選択性の制限と ERAP1 と比較した長さ選択の違いが正当化されます (ERAP2 は 8 量体ペプチドを効果的にトリミングできますが、より長い基質では活性が低くなります^{[ 34 ] [ 9 ]} )。10 量体ホスフィン酸アナログの側鎖と空洞内部の残基との間の相互作用も浅く機会主義的であるように見え、さまざまなペプチド基質を処理する能力をさらに確認しています。^{[ 35 ]}   N 末端残基の特異性に関しては、ERAP2 はアルギニンなどの塩基性アミノ酸を好みます。^{[ 9 ]}

いくつかの実験的証拠は、ERAP2と相同酵素ERAP1の間でヘテロ二量体が形成されることを示唆している。ロイシンジッパー融合型ERAP1とERAP2のヘテロ二量体の形成は、2つの酵素の希薄混合物よりも効率的に成熟エピトープを生成する。ERAP2とERAP1の相互作用は、後者の基本的な酵素パラメーターを変化させ、基質結合親和性を向上させる。^{[ 10 ]} ERAP1/ERAP2間の二量体化の可能性は、ヒト免疫ペプチドームを定義するのに役立つこれら2つの酵素間の相乗効果を高める基礎となる可能性がある。^{[ 36 ]}

• ホスフィン酸誘導体

2016年にKokkalaらが開示したホスフィン酸擬似ペプチド類似体のほとんどは非選択的ERAP阻害剤であったが、化合物1はERAP2に対してナノモル濃度の効力（IC50 = 129 nM）を示し_、 ERAP1に対する選択性が大幅に向上しており、癌細胞の免疫ペプチドームの調節に活性を示した。^{[ 38 ] [ 39 ]}

• ヒドロキサム酸トリアゾール

2022年に、キネティックターゲット誘導合成（KTGS）により、初のナノモル濃度の選択的ERAP2阻害剤が発見されました。ヒドロキサム酸トリアゾールの中心コア構造が触媒部位の亜鉛イオンを標的としています。活性を最適化するためのさらなる研究により、ERAP2 X線共結晶構造解析によって相対的なタンパク質-リガンド相互作用が研究されたナノモル濃度の阻害剤BDM88952（IC ₅₀ = 3.9 nM）が得られました（図1）。^{[ 37 ]}

• カルボン酸

1920 種類の化合物からなる社内ライブラリーから、ERAP2 に対するハイスループットスクリーニング(HTS)により 2 つのカルボン酸誘導体が同定された。化合物 3 は、その効力 (ERAP2、IC ₅₀ = 22 nM) と選択性に基づいて選択された化合物の 1 つである。ドッキング研究により、カルボン酸が ERAP2 内の触媒亜鉛イオンに配位すると予測されることが明らかになった。いくつかの類縁体が設計され、合成された。^{[ 40 ]}

• スルホンアミド

スルホンアミド化合物4は、2022年にAryaらによってERAP2に対する潜在的なアロステリック阻害剤として同定された。^{[ 41 ]}この化合物は、ペプチド基質の加水分解を阻害することにより、非競合的（IC50 = 44 μM）にERAP2を標的とする_。同時に、ERAP1に対しては競合的阻害剤として作用する（IC50 ₌ 73 μM）。^{[ 41 ]}