「LIMドメイン含有キナーゼ」の版間の差分

LIMKは、哺乳類ではドメイン構成が同じLIMK1とLIMK2の2種類が存在する。また、LIMドメインをもたないが、キナーゼドメインが、他のキナーゼに比べて高い相同性を示し、LIMKと同様にコフィリンを基質とするTESK1とTESK2が存在しており、広義のLIMKファミリーはこれらも含む<ref name=Mizuno2013><pubmed>23153585</pubmed></ref><ref name=Ohashi2015><pubmed>25864508</pubmed></ref>。本項では主にLIMK1とLIMK2について記述する。

LIMK1の組織発現分布は、発生過程の脳に高発現していることが特徴であるが、体全体にもユビキタスに発現している<ref name=Mori1997><pubmed>9149099</pubmed></ref>。LIMK2は、体全体にユビキタスに発現しており、広くLIMK1と重なった発現分布である。また、精巣など一部の組織で細胞種特異的なスプライシング変異体の発現があることが示されている<ref name=Mori1997><pubmed>9149099</pubmed></ref><ref name=Acevedo2006><pubmed>16399995</pubmed></ref>。遺伝子欠損マウスの表現型から、limk1遺伝子欠損マウスでは脳神経系に異常がみられることや、limk1とlimk2遺伝子の両方を欠損したマウスでは症状が重篤化することなど、ある程度発現分布と一致した結果が報告されている<ref name=Villalonga2023><pubmed>36899941</pubmed></ref>。

　LIMK1とLIMK2は共に、培養細胞に発現させた場合、間期の細胞では細胞質に拡散して存在し、特徴的な局在は見られない<ref name=Yang1998><pubmed>9655398</pubmed></ref>。しかし、培養細胞の接着斑、紡錘体、中心体、ゴルジ体に局在するとの報告もある<ref name=Foletta2004><pubmed>15023529</pubmed></ref><ref name=Sumi2006><pubmed>16455074</pubmed></ref><ref name=Salvarezza2009><pubmed>18987335</pubmed></ref>。また、核移行シグナルと核外移行シグナル配列をもち、核内外をシャトルしている<ref name=Yang1999><pubmed>10051454</pubmed></ref>。アクチンやコフィリンも核内に存在し、コフィリンは核内のアクチン線維のターンオーバーや凝集に関与することが知られているが<ref name=Ono2007 />、LIMKの核内における役割は不明である。分裂期では、LIMK1はLarge tumor suppressor kinase 1 (LATS1)と相互作用し収縮環に局在する<ref name=Yang2004><pubmed>15220930</pubmed></ref>。海馬神経細胞では、LIMK1はN末端付近のCys残基がパルミトイル化され樹状突起のスパインに局在することが示されている<ref name=George2015><pubmed>25884247</pubmed></ref>。

　主な働きは、アクチン切断・脱重合因子であるコフィリンの3番目のセリン残基をリン酸化することで不活性化し、アクチン線維の切断・脱重合を抑制してアクチン骨格構造を安定化し、アクチン重合を促進することである(図1)<ref name=Arber1998><pubmed>9655397</pubmed></ref><ref name=Yang1998><pubmed>9655398</pubmed></ref>。アクチン骨格構造の動態制御は多くの細胞活動の基盤であり、LIMKは様々な細胞機能において重要な制御機能を担っている。LIMKは複数のシグナル経路で活性が制御されることが明らかにされている<ref name=Mizuno2013><pubmed>23153585</pubmed></ref><ref name=Ohashi2015><pubmed>25864508</pubmed></ref><ref name=Villalonga2023><pubmed>36899941</pubmed></ref>。最も主要な経路として、LIMKは低分子量Gタンパク質Rhoファミリーの下流で活性化される。LIMKはRhoAの下流因子であるROCK、RacとCdc42の下流因子であるPAK、Cdc42の下流因子であるMRCKαによってキナーゼドメイン内の活性化ループの508番目のスレオニン(LIMK2では505番目)がリン酸化され活性化される<ref name=Edwards1999><pubmed>10559936</pubmed></ref><ref name=Maekawa1999><pubmed>10436159</pubmed></ref><ref name=Ohashi2000><pubmed>10652353</pubmed></ref><ref name=Sumi2001><pubmed>11340065</pubmed></ref>。RhoA-ROCK経路によるLIMKの活性化は収縮性のアクトミオシンであるストレスファイバーの形成を促進し、Rac1やCdc42の下流でPAKによって活性化される場合には、細胞の辺縁で突出するひだ状のアクチン構造であるラメリポディア(葉状仮足）の形成に寄与する。このように、LIMKはRhoファミリーの下流で他のシグナルの分子群と共役して、様々なアクチン骨格構造の形成に関与する<ref name=Mizuno2013><pubmed>23153585</pubmed></ref><ref name=Ohashi2015><pubmed>25864508</pubmed></ref><ref name=Villalonga2023><pubmed>36899941</pubmed></ref>。一方、Rho経路を介さずにLIMKの活性を制御するタンパク質や、LIMKの発現や分解を制御する多くの因子が見出されている(表2)<ref name=Mizuno2013><pubmed>23153585</pubmed></ref><ref name=Ohashi2015><pubmed>25864508</pubmed></ref><ref name=Villalonga2023><pubmed>36899941</pubmed></ref><ref name=BenZablah2021><pubmed>34440848</pubmed></ref>。