「ヒストンメチル基転移酵素」の版間の差分

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== 歴史・背景 ==
== 歴史・背景 ==
 1964年にmRNAへの転写はヒストンタンパク質のリジンのε-アミノ基のメチル化によって調節されることが見出された<ref name=Allfrey1964><pubmed>17836360</pubmed></ref>。しかし、Thomas Jenuwein らにより、最初のヒストンリジンメチル基転移酵素 であるヒトおよびマウス SUV39H1 (suppressor of variegation 3-9 homolog1、KMT1Aとしても知られる) が同定、報告されたのは 2000 年になってからのことであった。この酵素は、酵母からヒトまで進化的に保存されている<ref name=Rea2000><pubmed>10949293</pubmed></ref>。SUV39H1の発見後、ショウジョウバエの3つのタンパク質、Su(var)3-9、Enhancer of Zeste、Trithoraxが共通して持つSETドメインとのホモロジー検索により、多くのヒストンリジンメチル基転移酵素が同定された<ref name=Dillon2005><pubmed>16086857</pubmed></ref><ref name=Jenuwein2006><pubmed>16857008</pubmed></ref>。ヒストンリジンメチル基転移酵素は2つのクラスから構成されているが、その1つであるSET ドメインを含むクラスが、ヒストンリジンメチル基転移酵素の大部分を占めている。ヒストンリジンメチル基転移酵素 のもう1つのクラスは、SET ドメインを持たないDOT1L(Dot1 like protein、KMT4としても知られる)の1種類だけである<ref name=Okada2005><pubmed>15851025</pubmed></ref><ref name=vanLeeuwen2002><pubmed>12086673</pubmed></ref>。タンパク質アルギニンメチル基転移酵素に関しては、ヒストンタンパク質のアルギニン残基のメチル化が発見された1967年以降から現在までに哺乳類で 9 つが同定されている。これらヒストンメチル基転移酵素は各クラスの触媒ドメインは異なるものの、いずれもメチル基供与体として S-アデノシル-L-メチオニン (SAM/Adomet) を使用する<ref name=Dillon2005><pubmed>16086857</pubmed></ref><ref name=Nguyen2011><pubmed>21724828</pubmed></ref>。
 1964年にmRNAへの転写はヒストンタンパク質のリジンのε-アミノ基のメチル化によって調節されることが見出された<ref name=Allfrey1964><pubmed>17836360</pubmed></ref>。しかし、[[w:Thomas Jenuwein|Thomas Jenuwein]]らにより、最初のヒストンリジンメチル基転移酵素 であるヒトおよびマウス SUV39H1 (suppressor of variegation 3-9 homolog1、KMT1Aとしても知られる) が同定、報告されたのは 2000年になってからのことであった。この酵素は、酵母からヒトまで進化的に保存されている<ref name=Rea2000><pubmed>10949293</pubmed></ref>。その後、ショウジョウバエの3つのタンパク質、Su(var)3-9、Enhancer of Zeste、Trithoraxが共通して持つSETドメインとのホモロジー検索により、多くのヒストンリジンメチル基転移酵素が同定された<ref name=Dillon2005><pubmed>16086857</pubmed></ref><ref name=Jenuwein2006><pubmed>16857008</pubmed></ref>。一方、タンパク質アルギニンメチル基転移酵素に関しては、ヒストンタンパク質のアルギニン残基のメチル化が発見された1967年以降から現在までに哺乳類で9つが同定されている。
 
これらヒストンメチル基転移酵素は各クラスの触媒ドメインは異なるものの、いずれもメチル基供与体として S-アデノシル-L-メチオニン (SAM/Adomet) を使用する<ref name=Dillon2005><pubmed>16086857</pubmed></ref><ref name=Nguyen2011><pubmed>21724828</pubmed></ref>。
 
 


== 構造 ==
== 構造 ==
 ヒストンリジンメチル基転移酵素の大部分が持つSETドメインは、一次配列のN末端とC末端によって形成される2つの領域からなり、それぞれSET-NとSET-Cという。それぞれの領域には、3〜4本の短いβ-ストランド、短いヘリックス、およびこれらの二次構造をつなぐいくつかのループが含まれている<ref name=Marmorstein2003><pubmed>12575990</pubmed></ref>。またSETに隣接する領域は、SETドメイン構造の安定化とともにメチル化酵素の活性に必要である<ref name=Marmorstein2003><pubmed>12575990</pubmed></ref>。
===ヒストンリジンメチル基転移酵素===
 大部分が持つSETドメインは、一次配列のN末端とC末端によって形成される2つの領域からなり、それぞれSET-NとSET-Cという。それぞれの領域には、3〜4本の短いβ-ストランド、短いヘリックス、およびこれらの二次構造をつなぐいくつかのループが含まれている<ref name=Marmorstein2003><pubmed>12575990</pubmed></ref>。またSETに隣接する領域は、SETドメイン構造の安定化とともにメチル化酵素の活性に必要である<ref name=Marmorstein2003><pubmed>12575990</pubmed></ref>。


 非SETドメイン型ヒストンリジンメチル基転移酵素であるDOT1Lは、SETドメインの代わりに7βS(seven-beta-strand)ドメインを持ち、このドメインがヌクレオソーム表面に露出しているヒストン H3 の79番目のリジン残基(H3K79)に対するメチル基供与活性を持つ<ref name=Husmann2019><pubmed>31582846</pubmed></ref><ref name=Kim2014><pubmed>24526115</pubmed></ref><ref name=Park2022><pubmed>35794091</pubmed></ref>。
 非SETドメイン型ヒストンリジンメチル基転移酵素であるDOT1Lは、SETドメインの代わりに7βS(seven-beta-strand)ドメインを持ち、このドメインがヌクレオソーム表面に露出しているヒストン H3 の79番目のリジン残基(H3K79)に対するメチル基供与活性を持つ<ref name=Husmann2019><pubmed>31582846</pubmed></ref><ref name=Kim2014><pubmed>24526115</pubmed></ref><ref name=Park2022><pubmed>35794091</pubmed></ref>。
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== 分類 ==
== 分類 ==
 ドメイン構造、標的分子となるヒストン残基とメチル化の数で分類される('''表1''')。
 ドメイン構造、標的分子となるヒストン残基とメチル化の数で分類される('''表1''')。
=== ヒストンリジンメチル基転移酵素 ===
 2つのクラスから構成されているが、その1つであるSET ドメインを含むクラスが、ヒストンリジンメチル基転移酵素の大部分を占めている。ヒストンリジンメチル基転移酵素 のもう1つのクラスは、SET ドメインを持たないDOT1L(Dot1 like protein、KMT4としても知られる)の1種類だけである<ref name=Okada2005><pubmed>15851025</pubmed></ref><ref name=vanLeeuwen2002><pubmed>12086673</pubmed></ref>。


 ヒストンH3のリジン残基ではK4(4番目のリジン残基)、K9、K27、K36、K79が、アルギニン残基ではR2(2番目のアルギニン残基)、R8、R17、R26がメチル化され、ヒストンH4ではK20、R3がメチル化される。
 ヒストンH3のリジン残基ではK4(4番目のリジン残基)、K9、K27、K36、K79が、アルギニン残基ではR2(2番目のアルギニン残基)、R8、R17、R26がメチル化され、ヒストンH4ではK20、R3がメチル化される。