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「サイクリックGMP依存性タンパク質リン酸化酵素」の版間の差分
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担当編集委員：[http://researchmap.jp/michisukeyuzaki 柚崎 通介]（慶應義塾大学 医学部生理学）<br> | 担当編集委員：[http://researchmap.jp/michisukeyuzaki 柚崎 通介]（慶應義塾大学 医学部生理学）<br> | ||
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同義語：cGMP依存性タンパク質リン酸化酵素、環状GMP依存性タンパク質リン酸化酵素、cGMP依存性タンパク質キナーゼ、プロテインキナーゼG<br> | |||
英：cGMP-dependent protein kinase | 英：cGMP-dependent protein kinase, protein kinase G<br> | ||
英略語：PKG | |||
{{box|text= cGMP依存性タンパク質リン酸化酵素（PKG）は、環状グアノシン一リン酸（cGMP）に依存して活性化されるセリン／スレオニン特異的タンパク質リン酸化酵素のひとつで、心血管系、神経系、消化管、骨組織など多くの器官において、細胞内シグナル伝達の重要な調節因子として機能するタンパク質である。}} | {{box|text= cGMP依存性タンパク質リン酸化酵素（PKG）は、環状グアノシン一リン酸（cGMP）に依存して活性化されるセリン／スレオニン特異的タンパク質リン酸化酵素のひとつで、心血管系、神経系、消化管、骨組織など多くの器官において、細胞内シグナル伝達の重要な調節因子として機能するタンパク質である。}} | ||
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'''B.''' PKGの活性化機構。環状ヌクレオチド結合ドメイン(CNB)へのcGMPの結合により自己阻害ドメイン(AI)が触媒ドメインから外れ、PKGが活性化する。]] | '''B.''' PKGの活性化機構。環状ヌクレオチド結合ドメイン(CNB)へのcGMPの結合により自己阻害ドメイン(AI)が触媒ドメインから外れ、PKGが活性化する。]] | ||
== 構造 == | == 構造 == | ||
PKGは、活性化を制御する[[調節ドメイン]]と、[[基質]]の[[リン酸化]]を担う[[触媒ドメイン]]から構成される（'''図1'''）。調節ドメインには、cGMPとの結合により構造変化を引き起こす2つの[[環状ヌクレオチド結合ドメイン]]（CNB-AとCNB-B）が存在する。このうちCNB-AにはcGMPおよび[[cAMP]]の両方が結合するが、CNB-BはcGMPに対しcAMPの200-500倍高い選択性を有する<ref name=Huang2014><pubmed>24239458</pubmed></ref><ref name=Kim2021><pubmed>33271627</pubmed></ref>。また、cGMPの親和性は、PKG I ではCNB-AのほうがBよりも約10倍親和性が高いが、PKG IIではほぼ同じである<ref name=Kim2021></ref>。同領域には[[自己阻害ドメイン]] | PKGは、活性化を制御する[[調節ドメイン]]と、[[基質]]の[[リン酸化]]を担う[[触媒ドメイン]]から構成される（'''図1'''）。調節ドメインには、cGMPとの結合により構造変化を引き起こす2つの[[環状ヌクレオチド結合ドメイン]]（CNB-AとCNB-B）が存在する。このうちCNB-AにはcGMPおよび[[cAMP]]の両方が結合するが、CNB-BはcGMPに対しcAMPの200-500倍高い選択性を有する<ref name=Huang2014><pubmed>24239458</pubmed></ref><ref name=Kim2021><pubmed>33271627</pubmed></ref>。また、cGMPの親和性は、PKG I ではCNB-AのほうがBよりも約10倍親和性が高いが、PKG IIではほぼ同じである<ref name=Kim2021></ref>。同領域には[[自己阻害ドメイン]]（autoinhibition domain）が含まれ、CNBへのcGMPの結合によってこの[自己阻害]]が解除され、触媒ドメインの活性化が引き起こされる<ref name=Sharma2022><pubmed>35929723</pubmed></ref>。触媒ドメインには基質認識部位と[[ATP]]結合ポケットがあり、基質認識部位によって認識されたセリン／スレオニン残基にATPからリン酸基を転移する。 | ||
PKGのN末端には[[ロイシンジッパー]]（Leucine zipper）と呼ばれる二量体化ドメインがあり、これによってホモ二量体を形成する<ref name=Wolfertstetter2013><pubmed>24275951</pubmed></ref>。二量体化はPKGの構造安定化および基質への結合効率に寄与している。また、PKG IIのN末端ドメインは[[ミリストイル化]]シグナルを有するため、PKG | PKGのN末端には[[ロイシンジッパー]]（Leucine zipper）と呼ばれる二量体化ドメインがあり、これによってホモ二量体を形成する<ref name=Wolfertstetter2013><pubmed>24275951</pubmed></ref>。二量体化はPKGの構造安定化および基質への結合効率に寄与している。また、PKG IIのN末端ドメインは[[ミリストイル化]]シグナルを有するため、PKG IIは[[細胞膜]]に局在する<ref name=Vaandrager1996><pubmed>8636133</pubmed></ref>。 | ||
== ファミリー == | == ファミリー == | ||
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=== 腸 === | === 腸 === | ||
腸上皮細胞において、PKG IIは[[Na+/H+ exchanger 3|Na<sup>+</sup>/H<sup>+</sup> exchanger 3]] ([[NHE3]])をリン酸化し、ナトリウム吸収を抑制し、腸液の分泌及び[[電解質]]バランスの調整に寄与している<ref name=Cha2005><pubmed>15722341</pubmed></ref>。また、[[ | 腸上皮細胞において、PKG IIは[[Na+/H+ exchanger 3|Na<sup>+</sup>/H<sup>+</sup> exchanger 3]] ([[NHE3]])をリン酸化し、ナトリウム吸収を抑制し、腸液の分泌及び[[電解質]]バランスの調整に寄与している<ref name=Cha2005><pubmed>15722341</pubmed></ref>。また、[[嚢胞性線維性膜コンダクタンス制御因子]]（[[cystic fibrosis transmembrane conductance regulator]], [[CFTR]]）のリン酸化により、[[塩化物イオン]]の分泌や腸内環境の維持に関与していることが示唆されている<ref name=Li2010><pubmed>20473396</pubmed></ref>。 | ||
== 疾患との関わり == | == 疾患との関わり == | ||