「LIMドメイン含有キナーゼ」の版間の差分

　LIMKは、1994年、プロテインキナーゼのキナーゼドメインの配列類似性に基づいた遺伝子クローニングによって発見された。まず、受容体型チロシンキナーゼであるHGF受容体 (c-met)と類似したプロトオンコジーンc-seaのcDNA断片を用いたcDNAスクリーニングによって、ヒトHepG2細胞のcDNAライブラリーより新たなプロテインキナーゼが同定され、分子内にジンクフィンガーモチーフの一つであるLIMドメインを持つことから、LIMキナーゼ-1(LIMK1)と命名された<ref name=Mizuno1994><pubmed> 8183554</pubmed></ref>。また、キナーゼドメインに保存された配列をプライマーに用いたPCRによって、同年、マウス嗅覚上皮のcDNAより新たなキナーゼが同定され、Kiz-1と名付けられたが、これはLIMK1と同一であることがわかった<ref name=Bernard1994><pubmed> 7848918</pubmed></ref>。さらに、LIMK1のキナーゼドメインのcDNA断片を用いたスクリーニングによって、ドメイン構造が同じで高い相同性をもつLIMK2が発見された<ref name=Okano1995><pubmed>8537403</pubmed></ref>。また、全体の構造は異なるが、他のキナーゼと比べてキナーゼドメインの相同性が高く精巣に高発現しているTesticular protein kinase (TESK1とTESK2)がクローニングされた<ref name=Toshima1995><pubmed>8537404</pubmed></ref><ref name=Toshima2001><pubmed>11418599</pubmed></ref>。

=== 基質の同定とその機能 ===

　LIMK1が同定された後、LIMK1がリン酸化する標的基質の探索と機能解析が進められた。免疫沈降したLIMK1を³²P-ATPを用いたリン酸化アッセイにかけると共沈物の中の20 kDaのタンパク質がリン酸化されること、LIMK1を培養細胞に過剰発現させるとアクチン線維が過重合することが見出された。アクチン線維の切断・脱重合因子であるコフィリンは、分子量が約20 kDaで3番目のセリン残基がリン酸化されることで不活性化することが知られていたため<ref name=Agnew1995><pubmed>7615564</pubmed></ref>、LIMK1の基質候補としてコフィリンが検討され、基質であることが明らかにされた<ref name=Arber1998><pubmed>9655397</pubmed></ref><ref name=Yang1998><pubmed>9655398</pubmed></ref>。

[[ファイル:Ohashi LIMK Fig2.png|サムネイル|'''図2. LIMキナーゼファミリーの構造と上流キナーゼによるリン酸化部位とカスパーゼ3による切断部位'''<br>LIM: LIMドメイン、PDZ: PDZドメイン、S/T: セリン/スレオニンリッチドメイン、PK: キナーゼドメイン]]

== 構造 ==

　LIMK1とLIMK2は、N末端側にジンクフィンガーモチーフの一つであるLIMドメインを2つもち、続いて、PDZ様ドメイン、セリン/スレオニン(S/T)リッチ領域、C末端側にキナーゼドメインを有する(図2)<ref name=Okano1995><pubmed>8537403</pubmed></ref><ref name=Mizuno2013><pubmed>23153585</pubmed></ref>。キナーゼドメインの配列はチロシンキナーゼ様の配列を示すが、キナーゼドメインの12の保存されたサブドメインのうち基質認識に関与するサブドメインVIb（HRDモチーフ）の配列がLIMKでは特徴的であり、実際にはセリン/スレオニンとチロシンの両方の残基をリン酸化することができる<ref name=Okano1995><pubmed>8537403</pubmed></ref>。LIMドメインは、LIMK1のキナーゼドメインを含むC末端領域と結合し、キナーゼ活性を負に制御することが示されている<ref name=Nagata1999><pubmed>10493917</pubmed></ref>。また、キナーゼドメイン内にシャペロンの一つであるHsp90の結合サイトが存在し、LIMKはHsp90と結合することで2量体化が促進されること、2量体化によって自己リン酸化が促進され、LIMKの安定化と細胞内のコフィリンのリン酸化レベルの維持に寄与することも報告されている<ref name=Li2006><pubmed>16641196</pubmed></ref>。また、LIMK1は、PDZドメイン内に2箇所の核外移行シグナル配列を持ち、キナーゼドメイン内に核移行シグナルを持つ<ref name=Yang1999><pubmed>10051454</pubmed></ref>。LIMK2はキナーゼドメイン内のLIMK1と相同の位置に核移行シグナルを持つが、その直前にLIMK1には無い核小体への局在化配列を持つ<ref name=Goyal2006><pubmed>16820362</pubmed></ref>。