プロフィリン

利用可能なタンパク質構造:
パム	構造 / ECOD
ＰＤＢ	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBサム	構造の概要
ＰＤＢ	2btf

プロフィリン
プロフィリン
	プロフィリン（青）とアクチン（緑）の複合体。（ PDBコード: 2BTF ）
識別子
シンボル	プロフィリン
パム	PF00235
インタープロ	著作権
頭いい	教授
プロサイト	PS00414
SCOP2	2btf / スコープ / SUPFAM
医療機器	cd00148
パム
利用可能なタンパク質構造:
パム	構造 / ECOD
ＰＤＢ	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBサム	構造の概要
ＰＤＢ	2btf

プロフィリンは、アクチン細胞骨格の動的なターンオーバーと再構築に関与するアクチン結合タンパク質です。^{[1]ほとんどの}真核生物に見られます。プロフィリンは、細胞運動と細胞形状の変化に不可欠なプロセスである、空間的および時間的に制御されたアクチンマイクロフィラメントの成長に重要です。このアクチン細胞骨格の再構築は、臓器の発達、創傷治癒、免疫系の細胞による感染性侵入者の追跡などのプロセスに不可欠です。

プロフィリンは、多様なタンパク質中のアミノ酸プロリンを多く含む配列にも結合します。細胞内のほとんどのプロフィリンはアクチンに結合していますが、プロフィリンには50種類以上の結合パートナーがあります。その多くはアクチンの調節に関連していますが、プロフィリンはmRNA スプライシングなどの核内の活動にも関与しているようです。^[2]

プロフィリンは、白樺、草、その他の花粉に含まれる主要なアレルゲン（ IgE経由）です。^[^要出典^]

情報源と配布

プロフィリンは分子量がおよそ14～19kDaのタンパク質です。酵母、昆虫、線虫では単一遺伝子として存在し、植物を含む他の多くの生物では複数遺伝子として存在します。哺乳類細胞では4つのプロフィリンアイソフォームが発見されており、プロフィリン-Iはほとんどの組織で発現し、プロフィリン-IIは脳と腎臓で優勢です。^[3]

アスガルド古細菌はプロフィリンを使用する。^[4]多くの真核珪藻種はプロフィリンを欠いている。^[5]

プロフィリンはトキソプラズマ・ゴンディによる宿主細胞侵入に必須である。トキソプラズマプロフィリンはTLR5、11、12の特異的病原体関連分子パターン（PAMP）である。 ^[6]

アクチンダイナミクスの調節

プロフィリンは、次の 2 つの方法でアクチンの成長を促進します。

プロフィリンはモノマーアクチンに結合し、アクチン-アクチン接触部位を占有します。つまり、プロフィリンは重合可能なアクチンモノマーのプールからアクチンを隔離します。しかし、プロフィリンはアクチンに結合したADPからATPへの交換も触媒し、重合しにくい ADP-アクチンモノマーを重合しやすい ATP-アクチンモノマーに変換します。さらに、プロフィリンは ADP-アクチンモノマーよりも ATP- に対して高い親和性を持っています。したがって、アクチン、プロフィリン、およびヌクレオチド (ADP および ATP) の混合物では、アクチンはある程度重合しますが、これは質量作用の法則によって推定できます。^{[引用が必要]}
プロフィリン-アクチン複合体は、フォルミン、ウィスコット・アルドリッチ症候群タンパク質、血管拡張刺激リン酸化タンパク質などのプロリンに富む FH1 ドメインを含むタンパク質によって、成長中のアクチンポリマーに供給されます。この刺激されたアクチン重合モードは、補助のない重合よりもはるかに高速です。プロフィリンは、アクチンモノマーをプロリンに富むタンパク質にリクルートするため、この重合モードに不可欠です。^{[引用が必要]}

プロフィリンは膜リン脂質のいくつかの変異体（ホスファチジルイノシトール（4,5）-ビスリン酸およびイノシトールトリスリン酸）に結合します。この相互作用の機能は、プロフィリンを「不活性」な形で隔離し、そこから酵素ホスホリパーゼCの作用によって放出できるようにすることです。^{[引用が必要]}

プロフィリンはPI(3,4)P2_を負に制御し、ラメリポディアの細胞先端へのリクルートメントを制限する。 ^[7]

プロフィリンは最も豊富なアクチンモノマー結合剤の 1 つですが、CAPや (哺乳類では)チモシン β4などのタンパク質はプロフィリンと機能的に一部重複しています。対照的に、ADF/コフィリンはプロフィリンの作用に拮抗する特性を持っています。

発見の歴史

プロフィリンは、1970年代初頭にウノ・リンドバーグらの研究室でラース・カールソンによって初めてアクチンモノマー結合タンパク質として説明されました。^[8] これは、筋肉だけでなく非筋肉細胞にも、一部は重合されていない形ではあるものの、高濃度のアクチンが含まれているという認識に続くものでした。プロフィリンは、アクチンモノマーを隔離し（プロフィラメントの形に保ち）、信号に応じてそれらを放出して、アクチンポリマーの急速な成長に利用できるようにすると考えられていました。

アレルゲン

プロフィリンアレルギーは、草花粉に対する呼吸器アレルギー（花粉症）と有意に関連しています。草や木の花粉を吸入してプロフィリンにアレルギーを起こした後、プロフィリンを含む食品にアレルギーを起こし、花粉食品症候群を発症します^[9]^{: 3}ヨーロッパ各地で花粉アレルギーの人がプロフィリンアレルギーを起こす頻度は大きく異なります。1997 年の時点では、スウェーデンの白樺花粉アレルギーの人の約 5% から、Mercurialis annuaにアレルギーのあるスペイン人の 51% までがプロフィリンアレルギーでした^[9]。プロフィリンは、メロン、オレンジ、大豆など、特定の食用植物の主なアレルゲンであるため、メロン、柑橘類、トマト、バナナに対するアレルギーは、プロフィリン過敏症の臨床マーカーです。^[9] 2018年現在、プロフィリンアレルギーを治療するための「確固たる治療法」は存在しない。^[9]

2018年現在、アレルゲンとして特定されているプロフィリンファミリーのメンバーのリストには以下が含まれています: ^[9]

Actinidia deliciosa (キウイフルーツ)
ブタクサ（ブタクサ）
アナナス・コモスス（パイナップル）
セロリ
落花生（ピーナッツ）
アルテミシア・ブルガリス（ヨモギ）
Betula verrucosa（ヨーロッパシラカバ）とBetula pendula（シルバーバーチ）
カプシカム・アヌウム（ピーマン）
アカザ（アカザ）
シトラス・シネンシス（スイートオレンジ）
ハシバミ
キュウリメロン（マスクメロン）
ニンジン
グリシンマックス（大豆）
ヒマワリ
パラゴムノキ（ラテックス）
マルス・ドメスティカ（リンゴ）
オリーブ
Phleum pratense (チモシーグラス)
フェニックス・ダクティリフェラ（ナツメヤシ）
桃（モモ）
ナシ（梨）
サルソラカリ（ロシアアザミ）
シナピスアルバ（イエローマスタード）
トマト

人間の遺伝子

PFN1、PFN2、PFN3、PFN4、PFN5

参考文献

^ Gunning PW、Ghoshdastider U、 Whitaker S、 Popp D 、 Robinson RC（2015年6月）。「組成と機能が異なるアクチンフィラメントの進化」。Journal of Cell Science。128（11）：2009–19。doi：10.1242/ jcs.165563。PMID 25788699 。
^ Di Nardo A、Gareus R、Kwiatkowski D、Witke W (2000 年 11 月)。「マウスプロフィリン II 遺伝子の選択的スプライシングにより、機能的に異なるプロフィリンアイソフォームが生成される」( PDF)。Journal of Cell Science。113 ( Pt 21): 3795– 803。doi :10.1242/ jcs.113.21.3795。PMID 11034907 。
^ Witke W、Podtelejnikov AV、Di Nardo A、Sutherland JD、Gurniak CB、Dotti C、Mann M (1998 年 2 月)。「マウス脳では、プロフィリン I とプロフィリン II がエンドサイトーシス経路とアクチンアセンブリの調節因子と関連している」。The EMBO Journal。17 ( 4 ) : 967– 76。doi : 10.1093/emboj/17.4.967。PMC 1170446。PMID 9463375。
^ Akıl C, Robinson RC (2018年10月). 「アスガルド古細菌のゲノムはアクチンを制御するプロフィリンをコードする」. Nature . 562 (7727): 439– 443. Bibcode :2018Natur.562..439A. doi :10.1038/s41586-018-0548-6. PMID 30283132. S2CID 52917038.
^ Aumeier, Charlotte; Polinski, Ellen; Menzel, Diedrik (2015年10月). 「珪藻類のアクチン、アクチン関連タンパク質、プロフィリン：比較ゲノム解析」. Marine Genomics . 23 : 133–142 . doi :10.1016/j.margen.2015.07.002. ISSN 1876-7478. PMID 26298820.
^ Salazar Gonzalez RM、Shehata H、O'Connell MJ、Yang Y、Moreno-Fernandez ME、Chougnet CA、Aliberti J (2014 年 8 月)。「Toxoplasma gondii 由来のプロフィリンがヒト Toll 様受容体 5 依存性サイトカイン産生を誘発する」。Journal of Innate Immunity。6 ( 5 ): 685– 94。doi : 10.1159/000362367。PMC 4141014。PMID 24861338。
^ Bae YH、Ding Z、Das T、Wells A、Gertler F、Roy P (2010年12月)。「プロフィリン1はPI(3,4)P2とラメリポディンの蓄積を先端で制御し、MDA-MB-231細胞の運動性に影響を与える」。米国科学アカデミー紀要。107 ( 50): 21547–52。Bibcode : 2010PNAS..10721547B。doi : 10.1073 / pnas.1002309107。PMC 3003040。PMID 21115820。
^ Carlsson L、Nyström LE、 Sundkvist I、Markey F、Lindberg U (1977年9月)。「アクチンの重合性は、非筋細胞中の低分子量タンパク質であるプロフィリンの影響を受ける」。Journal of Molecular Biology。115 ( 3): 465– 83。doi :10.1016/0022-2836(77)90166-8。PMID 563468 。
^ abcde ロドリゲス・デル・リオ、P;ディアス・ペラレス、A;サンチェス・ガルシア、S;エスクデロ、C;メリーランド州イバニェス。メンデスブレア、P;バーバー、D (2018-02-19)。「プロフィリン、パラダイムの変化」。調査アレルギー学および臨床免疫学のジャーナル。28 (1): 1–12 .土井: 10.18176/jiaci.0193。PMID 28760720。

さらに読む

Bae YH、Ding Z、Das T、Wells A、Gertler F、Roy P (2010 年 12 月)。「プロフィリン 1 は PI(3,4)P2 とラメリポディンの先端での蓄積を制御し、MDA-MB-231 細胞の運動性に影響を与える」。米国科学アカデミー 紀要。107 ( 50 ): 21547– 52。Bibcode :2010PNAS..10721547B。doi : 10.1073/ pnas.1002309107。PMC 3003040。PMID 21115820。

外部リンク

米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)のプロフィリン

[pmid25788699-1] ^ Gunning PW、Ghoshdastider U、 Whitaker S、 Popp D 、 Robinson RC（2015年6月）。「組成と機能が異なるアクチンフィラメントの進化」。Journal of Cell Science。128（11）：2009–19。doi：10.1242/ jcs.165563。PMID 25788699 。

[2] Di Nardo A、Gareus R、Kwiatkowski D、Witke W (2000 年 11 月)。「マウスプロフィリン II 遺伝子の選択的スプライシングにより、機能的に異なるプロフィリンアイソフォームが生成される」( PDF)。Journal of Cell Science。113 ( Pt 21): 3795– 803。doi :10.1242/ jcs.113.21.3795。PMID 11034907 。

[Witke-3] Witke W、Podtelejnikov AV、Di Nardo A、Sutherland JD、Gurniak CB、Dotti C、Mann M (1998 年 2 月)。「マウス脳では、プロフィリン I とプロフィリン II がエンドサイトーシス経路とアクチンアセンブリの調節因子と関連している」。The EMBO Journal。17 ( 4 ) : 967– 76。doi : 10.1093/emboj/17.4.967。PMC 1170446。PMID 9463375。

[4] Akıl C, Robinson RC (2018年10月). 「アスガルド古細菌のゲノムはアクチンを制御するプロフィリンをコードする」. Nature . 562 (7727): 439– 443. Bibcode :2018Natur.562..439A. doi :10.1038/s41586-018-0548-6. PMID 30283132. S2CID 52917038.

[5] Aumeier, Charlotte; Polinski, Ellen; Menzel, Diedrik (2015年10月). 「珪藻類のアクチン、アクチン関連タンパク質、プロフィリン：比較ゲノム解析」. Marine Genomics . 23 : 133–142 . doi :10.1016/j.margen.2015.07.002. ISSN 1876-7478. PMID 26298820.

[6] Salazar Gonzalez RM、Shehata H、O'Connell MJ、Yang Y、Moreno-Fernandez ME、Chougnet CA、Aliberti J (2014 年 8 月)。「Toxoplasma gondii 由来のプロフィリンがヒト Toll 様受容体 5 依存性サイトカイン産生を誘発する」。Journal of Innate Immunity。6 ( 5 ): 685– 94。doi : 10.1159/000362367。PMC 4141014。PMID 24861338。

[7] Bae YH、Ding Z、Das T、Wells A、Gertler F、Roy P (2010年12月)。「プロフィリン1はPI(3,4)P2とラメリポディンの蓄積を先端で制御し、MDA-MB-231細胞の運動性に影響を与える」。米国科学アカデミー紀要。107 ( 50): 21547–52。Bibcode : 2010PNAS..10721547B。doi : 10.1073 / pnas.1002309107。PMC 3003040。PMID 21115820。

[Carlsson-8] ^ Carlsson L、Nyström LE、 Sundkvist I、Markey F、Lindberg U (1977年9月)。「アクチンの重合性は、非筋細胞中の低分子量タンパク質であるプロフィリンの影響を受ける」。Journal of Molecular Biology。115 ( 3): 465– 83。doi :10.1016/0022-2836(77)90166-8。PMID 563468 。

[Rodríguez-9] ロドリゲス・デル・リオ、P;ディアス・ペラレス、A;サンチェス・ガルシア、S;エスクデロ、C;メリーランド州イバニェス。メンデスブレア、P;バーバー、D (2018-02-19)。「プロフィリン、パラダイムの変化」。調査アレルギー学および臨床免疫学のジャーナル。28 (1): 1–12 .土井: 10.18176/jiaci.0193。PMID 28760720。