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→cGMP依存性タンパク質リン酸化酵素とは
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== cGMP依存性タンパク質リン酸化酵素とは == | == cGMP依存性タンパク質リン酸化酵素とは == | ||
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]]（[[cyclic GMP]], [[cGMP]]）によって活性化される[[セリン]]／[[スレオニン]]特異的[[タンパク質リン酸化酵素]]であり、[[細胞内シグナル伝達]]の重要な制御因子として機能する。PKGは[[PKG I]]（[[PKG Iα|Iα]]および[[PKG Iβ|Iβ]]）と[[PKG II]]のアイソフォームに分類され、それぞれ異なる組織に特異的に発現する。活性化は、[[可溶性グアニル酸シクラーゼ]]（[[soluble guanylate cyclase]], [[sGC]]）または[[膜結合型グアニル酸シクラーゼ]]（[[particulate guanylate cyclase]], [[pGC]]）によるcGMP産生により引き起こされる。主な機能として、[[血管平滑筋弛緩]]、[[心筋]]の[[拍動]]調節、[[上皮]]細胞からの[[分泌]]制御、[[骨]]形成、[[神経可塑性]]の調節などがあり、[[細胞質]]および[[細胞膜]]近傍における多様なシグナル調節に関与している。 | |||
[[ファイル:Eguchi PKG Fig1.png|サムネイル|'''PKGの構造とcGMPによる活性化機構<br> | [[ファイル:Eguchi PKG Fig1.png|サムネイル|'''PKGの構造とcGMPによる活性化機構<br> | ||
A.''' PKG Iのドメイン構造。LZ: leucine zipper, AI: autoinhibitory domain.<br> | A.''' PKG Iのドメイン構造。LZ: [[leucine zipper]], AI: autoinhibitory domain.<br> | ||
'''B.''' | '''B.''' PKGの活性化機構。サイクリックヌクレオチド結合ドメイン(CNB)へのcGMPの結合により自己抑制ドメイン(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部位（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>1,2。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2。同領域には自己阻害部位（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>3。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部位（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>1,2。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2。同領域には自己阻害部位（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>3。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。 | ||