プロテオリピド

プロテオリピドは、脂肪酸、イソプレノイド、ステロールなどの脂質分子に共有結合したタンパク質です。このような結合のプロセスはタンパク質脂質化として知られており、アシル化と翻訳後修飾の広いカテゴリに分類されます。プロテオリピドは脳組織に豊富に存在し、他の多くの動物や植物の組織にも存在します。これには、摂食に関連するペプチドホルモンであるグレリンが含まれます。多くのプロテオリピドには結合した脂肪酸鎖があり、^{[1]多くの場合、}生体膜と相互作用するためのインターフェイスを提供し、 ^[2]タンパク質を特定の領域に誘導するリピドンとして機能します。^[3]

プロテオリピッドは、1951年にジョルディ・フォルチ・パイとマージョリー・リースが脳脂質からスルファチドを抽出しているときに偶然発見されました。 ^[4]

これらは、多数の脂質分子といくつかのアポリポタンパク質から構成される一種の球状集合体であるリポタンパク質と混同しないでください。

タンパク質に結合している脂肪酸の種類に応じて、プロテオリピドにはミリストイル基、パルミトイル基、またはプレニル基が含まれることがよくあります。これらの基はそれぞれ異なる機能を果たし、結合するアミノ酸残基に関して異なる優先順位を持っています。これらのプロセスはそれぞれ、ミリストイル化（通常はN末端グリシン）、パルミトイル化（システイン）、プレニル化（同じくシステイン）と呼ばれています。一見特定の名前にもかかわらず、N-ミリストイル化とS-パルミトイル化は、植物とウイルスのプロテオリピドで最も一般的に見られる他の脂肪酸も関与する場合があります。^{[2] [5]}脂質アンカータンパク質に関する記事には、これらの標準的なクラスに関する詳細情報が記載されています。

脂質化ペプチドは、ペプチドヘッドグループに結合した1つ以上のアルキル/脂質鎖を組み込んだペプチド両親媒性物質の一種です。ペプチド両親媒性物質と同様に、親水性/疎水性バランス、およびアミノ酸残基の電荷に依存するペプチドユニット間の相互作用に応じて自己組織化します。^[6]脂質化ペプチドは、両親媒性界面活性剤の構造的特徴と生理活性ペプチドの機能を兼ね備えており、さまざまなナノ構造に組み立てられることが知られています。^{[7] [8]}

高い受容体親和性や生物活性、低毒性など、ペプチドの望ましい特性により、治療におけるペプチドの使用（すなわち、ペプチド治療薬として）は大きな可能性を秘めており、100種類を超える承認済みペプチドベースの薬剤を伴う急成長中の市場によって示されています。^[9]欠点は、ペプチドの経口バイオアベイラビリティと安定性が低いことです。治療薬開発における化学修飾ツールとしての脂質化は、これらの問題を克服するのに有用であることが証明されており、現在4つの脂質化ペプチド薬剤がヒトへの使用が承認されており、その他さまざまな薬剤が臨床試験中です。^[10]承認された薬剤のうち2つは、長時間作用型抗糖尿病GLP-1類似体のリラグルチド（Victoza®）とインスリンデテミル（Levemir®）です。他の2つは、抗生物質のダプトマイシンとポリミキシンBです。

脂質化ペプチドは、化粧品業界での使用など、他の分野でも応用されています。^[6]市販されている脂質化ペプチドであるマトリキシルは、しわ防止クリームに使用されています。マトリキシルはペンタペプチドであり、KTTKSという配列を持ち、パルミトイル脂質鎖が結合しており、線維芽細胞でのコラーゲンとフィブロネクチンの生成を刺激することができます。^[11]いくつかの研究でパルミトイル-KTTKSの有望な結果が示されており、局所処方は小じわやしわを大幅に軽減し、皮膚の老化プロセスを遅らせるのに役立つことがわかっています。^[12]ハムリーグループもパルミトイル-KTTKSの研究を行い、pH範囲3〜7でナノテープに自己組織化すること、さらに濃度依存的にヒトの真皮および角膜線維芽細胞を刺激することを発見しました。これは、刺激が臨界凝集濃度を超えると発生することを示唆しています。^[13]

膜関連の機能を持たない可能性のある、より稀な形態のタンパク質アシル化もいくつか存在する。それらには、グレリンのセリンO-オクタノイル化、Wntタンパク質のセリンO-パルミトイル化、およびLPCAT1によるヒストンH4のO-パルミトイル化が含まれる。ヘッジホッグタンパク質は、（N-）パルミチン酸とコレステロールによって二重に修飾される。一部の皮膚セラミドはプロテオリピドである。^[2]リジンのアミノ基も、よく理解されていないメカニズムによってミリストイル化される可能性がある。^[14]

すべての細菌は、細胞膜にプロテオリピド（細菌リポタンパク質と呼ばれることもある）を使用しています。一般的な修飾は、N末端シスチン残基に結合したN-アシルグリセロールとS-ジアシルグリセロールです。グラム陰性細菌に見られるブラウンリポタンパク質は、このグループの代表です。さらに、マイコバクテリウムのO-ミコレートタンパク質は外膜に向かいます。^[15]植物の葉緑体は、細菌がプロテオリピドに対して行うのと同じ修飾の多くを行うことができます。^[16]このようなN-アシルジアシルグリセリル化細胞壁プロテオリピドのデータベースの1つはDOLOPです。^[17]

B. burgdorferiやT. pallidumなどの病原性スピロヘータは、プロテオリピド付着因子を使って被害者の細胞に付着します。^{[18]これらのタンパク質は強力な}抗原でもあり、実際にはこれら2種の主な免疫原です。^[19]

プロテオリピドには、リボソームで合成されない細菌性抗生物質が含まれる。^[10]非リボソームペプチド合成酵素の産物には、脂質に結合したペプチド構造が含まれることもある。これらは通常、「リポペプチド」と呼ばれる。^[15]細菌の「リポタンパク質」と「リポペプチド」（LP）は、敗血症の強力な誘発因子であり、炎症反応を引き起こす能力はリポ多糖類（LPS）に次ぐ。LPSはToll様受容体TLR4によって検出されるが、LPはTLR2によって検出される。^[20]

多くのプロテオリピドはバチルス・サブチリス科によって生産され、7～10個のアミノ酸からなる環状構造と、13～19個の炭素原子の様々な長さのβ-ヒドロキシ脂肪酸鎖で構成されています。^[21]これらは、環状ペプチド配列の構造に応じて、サーファクチン、イチュリン、フェンギシンの3つのファミリーに分類できます。^{[22] [23] [24]}バチルス株によって生産される脂質化ペプチドには、抗菌、抗ウイルス、抗真菌、抗腫瘍特性など、多くの有用な生物活性があり、^{[21] [22]}幅広い産業での使用に非常に魅力的です。

名前が示すように、サーファクチンは強力なバイオサーファクタント（細菌、酵母、または真菌によって生成される界面活性剤）であり、非常に低い濃度で水の表面張力を72 mN / mから27 mN / mに低下させることが示されています。^{[25]さらに、サーファクチンは}脂質膜を透過させることもでき、特定の抗菌および抗ウイルス活性を持ちます。^{[22] [26] [27]}サーファクチンはバイオサーファクタントであるため、多様な機能特性を持っています。これには、低毒性、生分解性、温度およびpHの変化に対する高い耐性が含まれ、^[22]幅広い用途での使用に非常に興味深いものとなっています。

イチュリンは抗真菌活性を持つ孔形成リポペプチドであり、これは標的細胞の細胞質膜との相互作用に依存している。^{[22] [23] [28]} ミコサブチリンは、ステロールアルコール基を介して膜と相互作用し、エルゴステロール（真菌に含まれる化合物）を標的にして抗真菌特性を付与することができるイチュリンアイソフォームである。^{[21] [29]}

フェンギシンは枯草菌によって生産される別のクラスのバイオサーファクタントであり、糸状菌に対する抗真菌活性を有する。^{[24] [28] [30]}フェンギシンにはフェンギシンAとフェンギシンBの2つのクラスがあり、ペプチド配列の6番目の位置にある1つのアミノ酸のみが異なり、前者はアラニン残基を持ち、後者はバリンを持つ。^[31]

ダプトマイシンは、グラム陽性細菌ストレプトマイセス・ロゼオポーラスによって生成される、もう一つの天然脂質ペプチドである。ダプトマイシンの構造は、部分的に環化されたペプチドヘッドグループに結合したデカノイル脂質鎖からなる。^[6]非常に強力な抗菌特性があり、MRSA（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）やバンコマイシン耐性腸球菌などのグラム陽性細菌によって引き起こされる生命を脅かす状態を治療するための抗生物質として使用されている。^{[8] [32] [33]}枯草菌の脂質ペプチドと同様に、細胞膜の浸透がその特性を与えており、ダプトマイシンの作用機序は、デカノイル鎖を細菌膜に挿入して破壊を引き起こすことを含むと考えられている。これにより深刻な脱分極が引き起こされ、DNA、タンパク質、RNAの合成を含むさまざまな合成プロセスが阻害され、アポトーシスにつながる。^{[34] [35] [36]}

• ミエリンプロテオリピドタンパク質

 この記事には、CC BY-SA 3.0 ライセンスの下で利用可能な Jessica Hutchinson によるテキストが組み込まれています。

• 米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)のプロテオリピッド
• GO:0006497:タンパク質脂質化の遺伝子オントロジー用語