分類
Prxは歴史的に、典型的な2-Cys Prx、非典型的な2-Cys Prx、および1-Cys Prxの3つの（機構的な）クラスに分類されていました。「1-Cys」および「2-Cys」Prxという名称は、当時知られていた22のPrx配列のうち、完全に保存されているCys残基が1つだけであることに気付いた1994年に導入されました。これは現在、（必須の）ペルオキシダーゼシステインC Pとして認識されている残基です。当時注目された2番目の半保存システインは、分解システインC Rであり、広く普及し豊富に存在するPrx（「典型的な2-Cys Prx」と呼ばれることもある）では、C Pとサブユニット間ジスルフィド結合を形成します。[ 2 ] 最終的に、C R はさまざまな Prx ファミリーメンバーの複数の位置に存在できることが認識され、「非典型 2-Cys Prx」カテゴリー (C Rが存在するが、最初に特定された「典型的」な位置にはない Prx) が追加されました。[ 3 ]
現在、ファミリーメンバーは、配列/構造の類似性に基づいて、AhpC/Prx1 (実質的に「典型的な 2-Cys」と同義; アルキルヒドロペルオキシド還元酵素 C)、Prx5、Prx6、PrxQ/BCP (バクテリオフェリチン共移動タンパク質)、Tpx (チオールペルオキシダーゼ)、および AhpE (アルキルヒドロペルオキシド還元酵素 E) グループとして指定される 6 つのクラスまたはサブグループに分類されることが認識されています。[ 4 ] [ 5 ]現在では、6 つのグループすべてにわたって C Rの存在と位置が不均一であることが認識されています。したがって、「1-Cys Prx」という指定は、ヒト PrxVI に C Rがないことを根拠に、当初は Prx6 グループに関連付けられていましたが、多くの Prx6 グループメンバーは C Rを持っていないように見えますが、すべてのサブグループに「1-Cys」メンバーが存在します。さらに、C R は構造内の 5 つの (既知の) 位置に存在することができ、酸化タンパク質では (C R の位置に応じて) サブユニット間またはサブユニット内のジスルフィド結合のいずれかを形成します。[ 6 ]新しいメンバーとその所属するサブグループの識別を支援するために、GenBank (2008 年 1 月から 2011 年 10 月まで) から識別された Prx 配列を含む検索可能なデータベース ( PeroxiRedoxin 分類 indEX ) がバイオインフォマティクス解析によって作成され、公開されています。[ 7 ]
関数
ペルオキシレドキシンは、以下の反応で過酸化水素（H 2 O 2 ）を還元した後、チオレドキシン（Trx）によって還元されます。 [ 1 ]
- Prx(還元型) + H₂O₂ → Prx (酸化型) + 2H₂O
- Prx(酸化型) + Trx(還元型) → Prx(還元型) + Trx(酸化型)
化学的な観点から見ると、これらの反応は次のように表すことができます。
- RSH + H₂O₂ → RSOH + 2H₂O
- RSOH + R'SH → RSSR'
- RSSR' + 2 R"SH → RSH + R'SH + R"SSR"
Prxの酸化型は還元酵素活性は失活しているが、分子シャペロンとして機能することができ、[ 16 ]触媒活性を回復するには還元型Trxからの電子供与が必要である。[ 17 ]
ペルオキシレドキシンが生理学的に重要であることは、その相対的な存在量（赤血球中のヘモグロビンに次いで最も豊富なタンパク質の 1 つはペルオキシレドキシン 2である）とノックアウトマウスの研究によって示されています。ペルオキシレドキシン 1または 2 を欠損したマウスは重度の溶血性貧血を発症し、特定の造血器癌にかかりやすくなります。ペルオキシレドキシン 1 ノックアウト マウスは寿命が 15% 短縮します。[ 18 ]ペルオキシレドキシン 6 ノックアウト マウスは生存可能で、明らかな肉眼的病理は示しませんが、高酸素などの特定の外因性酸化ストレス源に対してより敏感です。[ 19 ]ペルオキシレドキシン 3 (ミトコンドリア マトリックス ペルオキシレドキシン) ノックアウト マウスは生存可能で、明らかな肉眼的病理は示しません。ペルオキシレドキシンは、 H2O2レベルを調節することによって細胞シグナル伝達に役割を果たしていると考えられています。[ 20 ]
植物の2-Cysペルオキシレドキシンは翻訳後修飾を受けて葉緑体に標的化され、[ 21 ]そこで光合成膜を光酸化損傷から保護する。[ 22 ]核遺伝子発現は葉緑体から核へのシグナル伝達に依存し、光化学系IIにおける受容体の利用可能性やABAなどの光合成シグナルに応答する。[ 23 ]
概日時計
ペルオキシレドキシンは、多くの生物の24時間周期の体内時計に関与していることが示唆されている。[ 1 ]
参考文献
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