| MAP4K4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 識別子 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| エイリアス | MAP4K4、FLH21957、HEL-S-31、HGK、MEKKK4、NIK、ミトゲン活性化タンパク質キナーゼキナーゼキナーゼ4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム:604666; MGI : 1349394;ホモロジーン: 7442;ジーンカード:MAP4K4; OMA :MAP4K4 - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| ウィキデータ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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マイトジェン活性化タンパク質キナーゼキナーゼキナーゼキナーゼ4(MAP4K4)は、肝細胞前駆細胞キナーゼ様/胚中心キナーゼ様キナーゼ(HGK)およびNck相互作用キナーゼ(NIK)としても知られ、ヒトのMAP4K4遺伝子によってコードされる酵素、具体的にはセリン/スレオニン(S/T)キナーゼです。[5] [6]
MAP4K4は細胞の移動、増殖、接着など幅広い生理学的プロセスに関与しており、[7]その活性は全身性炎症、[8] 代謝障害、[9] 心血管疾患[9]および癌[6]に関与していることが示唆されている。
MAP4K4はさまざまな癌で発現が上昇していることがわかっていますが、その具体的な関与に関する情報は現在のところ限られています。しかし、MAP4K4が癌の発生と進行に重要な役割を果たしていることを示唆する証拠が増えており、癌治療の新たな標的となる可能性があります。[6]
発見と分類
MAP4K4は、出芽酵母に見られるSte20pキナーゼとの相同性から、哺乳類の不稔性20タンパク質(Ste20p)キナーゼファミリーに分類され[5]、GCK-IVサブファミリーのメンバーです。哺乳類のMAP4K4は、マウスでNckと呼ばれるタンパク質のキナーゼ活性化因子として最初に同定され[10]、その後すぐにMAP4K4遺伝子によってコードされるヒトの相同遺伝子が同定され、クローニングされました。[11]
構造と表現
ヒトでは、MAP4K4は染色体2、q11.2に位置するMAP4K4遺伝子によってコードされており、その合成を担う33のエクソンで構成されています。 [5]約1200個のアミノ酸を含み、分子量は約140 KDaです。[10] [11]そして、様々な種にわたるその相同遺伝子は分子的および構造的な類似性を共有しています。
構造的にMAP4K4は以下のドメインを含む: [5]
- N末端キナーゼドメイン
- コイルドコイルドメイン
- C末端疎水性ロイシンリッチシトロン相同ドメイン(CNH)
- インタードメイン - キナーゼドメインとCNHドメインを接続し、タンパク質間相互作用を促進します。特定されていますが、その構造成分と機能は現在十分に理解されていません。

MAP4K4遺伝子の選択的スプライシングにより5つの機能的アイソフォームが生成され、そのすべてがキナーゼおよびCNHドメインが完全に相同であるものの、ドメイン間ドメインに違いがある。[13]これらのアイソフォームの生物学的意義はまだ明らかにされていないが、このような変異がMAP4K4と他のタンパク質や因子との相互作用を変化させ決定し、最終的にさまざまな生化学的および生理学的カスケードの活性化/阻害につながると推測される。
哺乳類クラスの Ste20 キナーゼは、完全な活性を得るために特定の部位でリン酸化を必要とします。キナーゼドメインの活性化部位での一次リン酸化は、タンパク質の構造変化を引き起こし、活性化セグメントの構造を安定化させて適切な基質結合を可能にすると考えられています。[5]二次部位でも、酵素が完全に活性化するにはリン酸化が必要であり、自己リン酸化または上流のキナーゼによって達成されます。[5]
現在までに、MAP4K4はすべての組織タイプで発現していることが分かっており[11]、脳と精巣で比較的顕著に発現しています。[14] MAP4K4の複数のアイソフォームは、同じ細胞内にいつでも存在することができますが、細胞内の各アイソフォームの存在量は、細胞タイプまたは組織タイプによって異なります。[14]
- 例えば、ヒトでは、MAP4K4の短いアイソフォームは主に肝臓、胎盤、骨格筋などの臓器で発現し、長いアイソフォームは脳で発現します。
相互作用とシグナル伝達
TNF-α
哺乳類およびハエの研究から、MAP4K4は腫瘍壊死因子α(TNF-α)とそのc-jun N末端キナーゼ(JNK)シグナル伝達経路に関与していることが示唆されている。[15] MAP4K4はTNF-αシグナル伝達を媒介するだけでなく、その発現を促進する。[11]さらに、TNF-αは転写因子を使用してMAP4K4の発現を高めることができる[16]
JNK経路は多くの生理学的プロセスに関与しており、下流のc-Junと呼ばれるタンパク質のリン酸化を担うJNKキナーゼが関与しています。これにより、さまざまな細胞ストレス因子、成長因子、サイトカインに反応する特定の転写因子の発現と活性が増加します。MAP4K4によるJNKシグナル伝達経路の活性化は、多くの異なる細胞タイプのアポトーシス制御、[17]、腫瘍形成、および/または炎症に関与していることが示唆されています。[7]
p53
p53 は腫瘍抑制遺伝子であり、ストレスに対する細胞応答に関与しています。発現すると、細胞周期は G1 期で停止し、老化またはアポトーシスを誘発します。p53 遺伝子の変異は、多くの種類の癌でよく見られます。
MAP4K4遺伝子にはp53の結合部位が4つあります。結合するとp53はMAP4K4の発現をアップレギュレーションし、JNKシグナル伝達経路を活性化します。siRNAノックダウン実験ではp53誘導性アポトーシスの減少も示されました。[17]したがって、現在の証拠はMAP4K4がJNKシグナル伝達経路におけるp53誘導性アポトーシスを調節する効果があることを示唆しています。
臨床的意義
グルコースの取り込みとインスリンの機能
MAP4K4はインスリン依存性グルコース輸送の負の調節に関与していることが同定されている。TNF-αなどのサイトカインがインスリン作用に拮抗する生物学的効果を媒介し、肥満で観察される炎症を誘発することを示唆する証拠が増えている。[18] [19] TNF-αはインスリン受容体によって開始されるシグナル伝達経路を特異的に減衰させ、グルコース輸送および取り込み量を減少させる。[20]そしてMAP4K4はTNF-αシグナル伝達カスケードの上流シグナル伝達要素として機能すると考えられている。[11]
最近のsiRNAスクリーニングにより、グルコーストランスポーターGLUT4の調節におけるMAP4K4の関与が特定されました。[21]脂肪細胞におけるMAP4K4のサイレンシングは、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γ (PPARγ)の発現を上昇させました。これは、 GLUT4を含む脂肪細胞の分化に関連する遺伝子の調節を担う核ホルモン受容体です。 [22] MAP4K4のsiRNAサイレンシングはインスリン抵抗性を予防し、TNF-αシグナル伝達カスケードを下方制御することでヒト骨格筋のインスリン感受性を回復し[23]、TNF-α誘導性のPPARγおよびGLUT4の枯渇を阻害します。[21]さらに、膵臓β細胞におけるMAP4K4のmiRNAサイレンシングは、インスリン転写および分泌のTNF-α抑制に対する保護をもたらしました。[24] [24]
動脈硬化症
アテローム性動脈硬化症は、脂質を介した血管損傷に対する炎症反応の結果である。TNF-αなどのサイトカインが炎症誘発遺伝子の発現を誘導し、白血球接着分子やケモカインを合成することが確認されている。[25]内皮細胞はMAP4K4を高発現しており[9]、最近の研究ではMAP4K4が内皮透過性を高めることが報告されている。[26]その結果、白血球の血管外漏出、酸化脂質の輸送、プラークの形成が促進され、アテローム性動脈硬化症の発症に寄与する。 [9]
内皮細胞MAP4K4のサイレンシングは、マウスにおけるアテローム性動脈硬化症の発症を改善した。[27]さらに、マウスにMAP4K4タンパク質キナーゼ阻害剤を投与すると、プラークの進行が大幅に減少し、プラークの退縮が促進された[27]ことから、 MAP4K4を治療標的とすることは、心血管疾患に対する有益な戦略となる可能性があることが示唆されている。
癌
がん患者の死亡の最大の原因は腫瘍の浸潤と転移であり、これらは細胞の移動と運動性と非常に相関している。[28] MAP4K4ががんにどのように関与しているかについての情報は限られているが、研究により、MAP4K4は肺がん、前立腺がん、膵臓がん、卵巣がんなど多くのがん種で過剰発現しており、そのような上方制御は細胞の移動、接着、浸潤性の増加に関連していることがわかっている。[7]
いくつかの研究により、MAP4K4は細胞骨格のダイナミクスや接着に関連するタンパク質の上流調節因子であることが特定されています。MAP4K4遺伝子の欠失は内皮細胞の膜ダイナミクスに影響を与え、細胞の移動を減らし、血管新生を阻害するようです。 [29]一方、過剰発現は細胞浸潤と形態形成の速度を大幅に上昇させます。[14]
また、MAP4K4は腫瘍細胞の増殖と遊走特性の上昇に大きく寄与していることも証拠から示唆されている。[28] [30]肝細胞癌[30] 、膵臓腺癌[31]、大腸癌[32]の予後不良と臨床進行はすべてMAP4K4発現レベルと密接に相関している。
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