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アダプタータンパク質複合体 | |||
松田信爾 | |||
電気通信大学 大学院情報理工学研究科 基盤理工学専攻 | |||
英語名：Adaptor Protein Complex 英略語：AP complex | |||
{{box|text= アダプタータンパク質複合体は４種類のポリペプチド鎖からなるヘテロ４量体で、２種類のlarge subunit, １種類のmedium subunit, １種類のsmall subunitから構成されている。このタンパク質複合体ファミリーにはAP-1からAP-5の５つのメンバー―が含まれており、それぞれが積み荷となる膜貫通タンパク質を細胞内の特定の膜領域へと輸送する機能を持っている<ref name=Guardia2018><pubmed>29558740</pubmed></ref><ref name=Robinson2001><pubmed>11454451</pubmed></ref> 。積荷タンパク質の認識はmedium subunitが積荷タンパク質の細胞内領域に存在するシグナル配列に結合することにより行われるのが一般的である。アダプタータンパク質複合体のメンバーは全て図１に示すような共通の高次構造をとっていると考えられている。2つのlarge subunitのC末領域は”Ear domain”を形成し、”Head domain”はlarge subunitのN末領域とmedium subunitとsmall subunitからなっている。}} | |||
{{box|text= アダプタータンパク質複合体は４種類のポリペプチド鎖からなるヘテロ４量体で、２種類のlarge subunit, １種類のmedium subunit, １種類のsmall | |||
== AP-1 == | == AP-1 == | ||
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主なクラスリン結合部位はβ1サブユニットに存在する<ref name=Gallusser1993><pubmed>8262066</pubmed></ref> が、γサブユニットもクラスリン結合に関与していることが報告されている<ref name=Doray2001><pubmed>11451993</pubmed></ref> 。積荷タンパク質との結合は主にμサブユニットによって行われている。γサブユニットにはγ１とγ2の２つのisoformが、μ1サブユニットにはμ1Aとμ1Bの２つ、σ1サブユニットにはσ1A～σ1Cの３つのisoformが存在する<ref name=Folsch1999><pubmed>10535737</pubmed></ref><ref name=Setta-Kaffetzi2014><pubmed>24791904</pubmed></ref><ref name=Takatsu1998><pubmed>9733768</pubmed></ref> 。 | 主なクラスリン結合部位はβ1サブユニットに存在する<ref name=Gallusser1993><pubmed>8262066</pubmed></ref> が、γサブユニットもクラスリン結合に関与していることが報告されている<ref name=Doray2001><pubmed>11451993</pubmed></ref> 。積荷タンパク質との結合は主にμサブユニットによって行われている。γサブユニットにはγ１とγ2の２つのisoformが、μ1サブユニットにはμ1Aとμ1Bの２つ、σ1サブユニットにはσ1A～σ1Cの３つのisoformが存在する<ref name=Folsch1999><pubmed>10535737</pubmed></ref><ref name=Setta-Kaffetzi2014><pubmed>24791904</pubmed></ref><ref name=Takatsu1998><pubmed>9733768</pubmed></ref> 。 | ||
=== 疾患との関連 === | === 疾患との関連 === | ||
==== MEDNIK症候群 ==== | ==== MEDNIK症候群 ==== | ||
σ1Aの欠損により[[MEDNIK症候群|MEDNIK (mental retardation, enteropathy, deafness, neuropathy, ichthyosis, and keratodermia) 症候群]]が引き起こされることが報告されている<ref name=Montpetit2008><pubmed>19057675</pubmed></ref> | σ1Aの欠損により[[MEDNIK症候群|MEDNIK (mental retardation, enteropathy, deafness, neuropathy, ichthyosis, and keratodermia) 症候群]]が引き起こされることが報告されている<ref name=Montpetit2008><pubmed>19057675</pubmed></ref> 。この疾患は[[銅ポンプ]]である[[ATP7A]]と[[ATP7B]]の細胞内輸送の異常のために引き起こされると考えられている。 | ||
====Pettigrew症候群 ==== | ====Pettigrew症候群 ==== | ||
σ1Bの欠損により[[X連鎖精神遅滞]]である[[Pettigrew症候群]]<ref name=Tarpey2006><pubmed>17186471</pubmed></ref> に関連しているといわれている。 | σ1Bの欠損により[[X連鎖精神遅滞]]である[[Pettigrew症候群]]<ref name=Tarpey2006><pubmed>17186471</pubmed></ref> に関連しているといわれている。 | ||
==== 汎発性膿疱性乾癬 ==== | ==== 汎発性膿疱性乾癬 ==== | ||
σ1Cの欠損は[[汎発性膿疱性乾癬]]<ref name=Setta-Kaffetzi2014><pubmed>24791904</pubmed></ref> に関連しているといわれている。 | σ1Cの欠損は[[汎発性膿疱性乾癬]]<ref name=Setta-Kaffetzi2014><pubmed>24791904</pubmed></ref> に関連しているといわれている。 | ||
== AP-2 == | == AP-2 == | ||
=== 機能 === | === 機能 === | ||
AP- | AP-2はクラスリン依存性エンドサイトーシスを司るアダプタータンパク質である<ref name=Robinson2004><pubmed>15066634</pubmed></ref> 。 | ||
AP-2はAP-1と同様にクラスリン結合部位を有しており、クラスリンを細胞膜上に集積させる。同時に、積荷タンパク質を認識することによって、AP-2は積荷タンパク質をクラスリン被覆小胞によってエンドサイトーシスさせる。 | AP-2はAP-1と同様にクラスリン結合部位を有しており、クラスリンを細胞膜上に集積させる。同時に、積荷タンパク質を認識することによって、AP-2は積荷タンパク質をクラスリン被覆小胞によってエンドサイトーシスさせる。 | ||
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[[シナプス前部]]における[[シナプス小胞]]のエンドサイトーシスにもAP-2は重要な役割を果たしている。シナプス小胞がシナプス前部の細胞膜と融合するエキソサイトーシスにより神経伝達物質は放出されるが、その後シナプス小胞上に存在するタンパク質はクラスリン依存性エンドサイトーシスによって再び細胞膜から回収される<ref name=Jockusch2005><pubmed>15953416</pubmed></ref><ref name=Jung2007><pubmed>18166656</pubmed></ref> 。 | [[シナプス前部]]における[[シナプス小胞]]のエンドサイトーシスにもAP-2は重要な役割を果たしている。シナプス小胞がシナプス前部の細胞膜と融合するエキソサイトーシスにより神経伝達物質は放出されるが、その後シナプス小胞上に存在するタンパク質はクラスリン依存性エンドサイトーシスによって再び細胞膜から回収される<ref name=Jockusch2005><pubmed>15953416</pubmed></ref><ref name=Jung2007><pubmed>18166656</pubmed></ref> 。 | ||
== サブユニット構造 == | |||
AP-2も２つのlarge subunit (β2とα)、１つのmedium subunit (μ2)、１つのsmall subunit (σ2)からなる<ref name=Robinson2001><pubmed>11454451</pubmed></ref> 。 | AP-2も２つのlarge subunit (β2とα)、１つのmedium subunit (μ2)、１つのsmall subunit (σ2)からなる<ref name=Robinson2001><pubmed>11454451</pubmed></ref> 。 | ||
YXXΦ配列とμ2サブユニットとの結合の構造的基盤が明らかにされており<ref name=Owen1998><pubmed>9812899</pubmed></ref> 、それによるとμ2サブユニットの2つの疎水性ポケットの一方にチロシンが、もう一方にΦが結合することが示されている。YXXΦ配列はAP-1の輸送シグナル配列と同じであるが、XやΦの位置に存在するアミノ酸によってどちらのアダプタータンパク質に結合しやすいかが決まると考えられている<ref name=Ohno1998><pubmed>9748267</pubmed></ref> 。 | YXXΦ配列とμ2サブユニットとの結合の構造的基盤が明らかにされており<ref name=Owen1998><pubmed>9812899</pubmed></ref> 、それによるとμ2サブユニットの2つの疎水性ポケットの一方にチロシンが、もう一方にΦが結合することが示されている。YXXΦ配列はAP-1の輸送シグナル配列と同じであるが、XやΦの位置に存在するアミノ酸によってどちらのアダプタータンパク質に結合しやすいかが決まると考えられている<ref name=Ohno1998><pubmed>9748267</pubmed></ref> 。 | ||
== AP-3 == | == AP-3 == | ||
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=== サブユニット構造 === | === サブユニット構造 === | ||
AP-3も２つのlarge subunit (β3とδ)、１つのmedium subunit (μ3)、１つのsmall subunit (σ3)からなっている<ref name=Robinson2001><pubmed>11454451</pubmed></ref> 。βサブユニットとμサブユニットにはそれぞれ脳特異的なβ3Bとμ3Bサブユニットが存在する<ref name=Guardia2018><pubmed>29558740</pubmed></ref> 。 | AP-3も２つのlarge subunit (β3とδ)、１つのmedium subunit (μ3)、１つのsmall subunit (σ3)からなっている<ref name=Robinson2001><pubmed>11454451</pubmed></ref> 。βサブユニットとμサブユニットにはそれぞれ脳特異的なβ3Bとμ3Bサブユニットが存在する<ref name=Guardia2018><pubmed>29558740</pubmed></ref> 。 | ||
=== 疾患との関連 === | === 疾患との関連 === | ||
==== 10型Hermansky-Pudlak症候群 ==== | ==== 10型Hermansky-Pudlak症候群 ==== | ||
δサブユニットの欠損により10型[[Hermansky-Pudlak症候群]]が引き起こされることが報告されている<ref name=Ammann2016><pubmed>26744459</pubmed></ref> | δサブユニットの欠損により10型[[Hermansky-Pudlak症候群]]が引き起こされることが報告されている<ref name=Ammann2016><pubmed>26744459</pubmed></ref> 。この疾患は重篤な[[神経発達遅延]]、[[小頭症]]、[[てんかん]]、[[聴覚]]異常、[[終脳]]萎縮といった症状を示す。 | ||
==== 2型Hermansky-Pudlak症候群 ==== | ==== 2型Hermansky-Pudlak症候群 ==== | ||
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=== サブユニット構造 === | === サブユニット構造 === | ||
AP-4も２つのlarge subunit (β4とε)、１つのmedium subunit (μ4)、１つのsmall subunit (σ4)からなっている。βサブユニットとεサブユニットにはクラスリン結合モチーフが含まれておらず、また電子顕微鏡による解析からAP-4がクラスリンに覆われていない小胞上に存在することが示されており、これらのことからクラスリン非依存性の小胞輸送に関与すると考えられている<ref name=Guardia2018><pubmed>29558740</pubmed></ref><ref name=Hirst1999><pubmed>10436028</pubmed></ref> 。 | AP-4も２つのlarge subunit (β4とε)、１つのmedium subunit (μ4)、１つのsmall subunit (σ4)からなっている。βサブユニットとεサブユニットにはクラスリン結合モチーフが含まれておらず、また電子顕微鏡による解析からAP-4がクラスリンに覆われていない小胞上に存在することが示されており、これらのことからクラスリン非依存性の小胞輸送に関与すると考えられている<ref name=Guardia2018><pubmed>29558740</pubmed></ref><ref name=Hirst1999><pubmed>10436028</pubmed></ref> 。 | ||
=== 疾患との関連 === | === 疾患との関連 === | ||
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=== サブユニット構造 === | === サブユニット構造 === | ||
AP-5も２つのlarge subunit (β5とζ)、１つのmedium subunit (μ5)、１つのsmall subunit (σ5)からなっている<ref name=Hirst2011><pubmed>22022230</pubmed></ref> 。AP-5はクラスリンには結合せず、その代わりに[[spatacsin]] ([[SPG11]])と[[spastizin]] ([[SPG15]])に結合することが知られている<ref name=Hirst2013b><pubmed>23825025</pubmed></ref> 。 | AP-5も２つのlarge subunit (β5とζ)、１つのmedium subunit (μ5)、１つのsmall subunit (σ5)からなっている<ref name=Hirst2011><pubmed>22022230</pubmed></ref> 。AP-5はクラスリンには結合せず、その代わりに[[spatacsin]] ([[SPG11]])と[[spastizin]] ([[SPG15]])に結合することが知られている<ref name=Hirst2013b><pubmed>23825025</pubmed></ref> 。 | ||
=== 疾患との関連 === | === 疾患との関連 === | ||