カテコールアミン増加
ドーパミン調節膜タンパク質
カテコールアミン増加
識別子
生物キイロショウジョウバエ（ショウジョウバエ）
シンボルケチャップ
エントレズ48805
ホモロ遺伝子137786
RefSeq (mRNA)NM_080192
RefSeq（タンパク質）NP_524931
ユニプロットQ9V3A4
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構造スイスモデル
ドメインインタープロ

カテコールアミンアップ（Catsup）は、亜鉛イオン膜貫通輸送体（ZIP7と相同）として機能するドーパミン調節膜タンパク質であり、ショウジョウバエにおけるドーパミンの合成と輸送に関与する律速酵素であるチロシン水酸化酵素（TH）、GTPシクロヒドロラーゼI（GTPCH）、および小胞モノアミン輸送体（VMAT）の負の調節因子である。[1] [2] [3] [4]

ケチャップは亜鉛イオンの膜透過輸送において重要な役割を果たしており、ケチャップ遺伝子の変異は、ノッチなどの膜タンパク質の異常蓄積、ノッチシグナル伝達の低下、アポトーシスの増加、ERストレス応答の誘発につながる可能性があります。[4]さらに、ケチャップはドーパミン合成の調節において重要な役割を果たしており、ケチャップ遺伝子の変異は、ケチャップ調節酵素TH、GTPCH、VMATの過剰活性、およびドーパミン（DA）とテトラヒドロビオプテリン（BH 4）レベルの上昇につながる可能性があります。[1] [3]

遺伝子の構造と機能

Catsupは、ショウジョウバエ（Drosophila melanogaste r）におけるドーパミン（DA）およびテトラヒドロビオプテリン（BH 4）合成、ならびにシナプス小胞取り込みの負の調節因子をコードする多面的量的形質遺伝子である。 [3]ドーパミン合成において、Catsupはチロシン水酸化酵素（TH）、GTPシクロヒドロラーゼI（GTPCH）、および小胞モノアミントランスポーター（VMAT）酵素活性を阻害する機能を有する。[5] Catsupの様々な分子多型は、運動行動、寿命、および感覚毛の数などの量的形質の変異と関連している。[3] Catsupタンパク質は、THおよびGTPCHの両方の酵素の翻訳後修飾を誘導する7つの膜貫通ヘリックスと、亜鉛イオン膜貫通輸送活性を有する2つの保存された細胞外ZIP亜鉛トランスポータードメインから構成される。[3] [4] [6]

ケチャップはTH酵素およびVMAT酵素とともにドーパミン作動性ニューロン細胞体およびシナプス終末に共局在する。[3]さらに、ケチャップ遺伝子は、哺乳類のZIP（Zrt/Irt様タンパク質）ファミリーの一部であるZIP7亜鉛輸送タンパク質のショウジョウバエ相同遺伝子をコードしている。[4]

ドーパミン生合成の調節における役割

ケチャップはドーパミンとプテリジンの合成経路における律速酵素の負の調節因子として働くことでドーパミンの生成を調節します。どちらの経路もドーパミンの生成に必要です。[6]

ドーパミン合成経路において、ケチャップはチロシン水酸化酵素（TH）の活性を負に制御し、THがチロシンをドーパミンの前駆体であるL-ドーパに変換するのを阻害します。[3]

プテリジン生合成経路において、ケチャップはGTPシクロヒドロラーゼI （GTPCH）の活性を負に制御し、TH触媒活性と制御に必要なTH補因子であるテトラヒドロビオプテリン（BH4）のGTPCH触媒生合成を阻害する。[6]

亜鉛イオン膜輸送における役割

ケチャップ遺伝子は、哺乳類のZIP7亜鉛トランスポータータンパク質のショウジョウバエ相同遺伝子をコードしており、亜鉛の恒常性を制御し、細胞内の遊離亜鉛濃度を低く維持します。[4]亜鉛トランスポーターは亜鉛を細胞質に輸送することを可能にし、亜鉛トランスポーターの破壊は神経発達障害につながる可能性があります。[7]

突然変異

亜鉛イオン膜輸送体であるCatsupの変異は、Notchなどの膜タンパク質の異常な蓄積、Notchシグナル伝達の低下、アポトーシスレベルの上昇、ERストレス応答の誘導につながる可能性があります。[4]

ドーパミン生合成の調節因子であるケチャップの変異は、ケチャップ調節酵素TH、GTPCH、VMATの過剰活性、およびドーパミン（DA）とテトラヒドロビオプテリン（BH4 ）レベルの上昇につながる可能性があります。[1] [3]

参考文献

  1. ^ abc Stathakis DG, Burton DY, McIvor WE, Krishnakumar S, Wright TR, O'Donnell JM (1999年9月). 「ショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）のカテコールアミンアップ（Catsup）タンパク質はチロシン水酸化酵素活性の負の調節因子として機能する」Genetics . 153 (1): 361–82 . PMC  1460756. PMID  10471719 .
  2. ^ O'Donnell, Janis M.; Stathakis, Dean G.; Burton, Denise; Chen, Zuomin (2002).プテリジンと葉酸の化学と生物学. Springer, Boston, MA. pp.  211– 215. doi :10.1007/978-1-4615-0945-5_35. ISBN 9781461353171。
  3. ^ abcdefgh Wang Z, Ferdousy F, Lawal H, Huang Z, Daigle JG, Izevbaye I, Doherty O, Thomas J, Stathakis DG, O'Donnell JM (2011年12月). 「カテコールアミンはドーパミン合成とシナプス輸送を統合する」. Journal of Neurochemistry . 119 (6): 1294– 305. doi :10.1111/j.1471-4159.2011.07517.x. PMC 3233821. PMID  21985068 . 
  4. ^ abcdef Groth C, Sasamura T, Khanna MR, Whitley M, Fortini ME (2013年7月). 「ZIP7亜鉛トランスポーターCatsupの活性低下に伴うショウジョウバエ組織におけるタンパク質輸送異常」. Development . 140 (14): 3018–27 . doi :10.1242/dev.088336. PMC 3699284. PMID 23785054  . 
  5. ^ Carbone MA, Jordan KW, Lyman RF, Harbison ST, Leips J, Morgan TJ, DeLuca M, Awadalla P, Mackay TF (2006年5月). 「ショウジョウバエにおける多面的量的形質遺伝子であるケチャップにおける表現型変異と自然選択」Current Biology . 16 (9): 912–9 . doi : 10.1016/j.cub.2006.03.051 . PMC 10766118 . PMID  16682353. 
  6. ^ abc Hsouna A, Lawal HO, Izevbaye I, Hsu T, O'Donnell JM (2007年8月). 「ショウジョウバエのドーパミン合成経路遺伝子が気管の形態形成を制御する」. Developmental Biology . 308 (1): 30– 43. doi :10.1016/j.ydbio.2007.04.047. PMC 1995089. PMID 17585895  . 
  7. ^ Jeong J, Eide DJ (2013). 「亜鉛トランスポーターのSLC39ファミリー」. Molecular Aspects of Medicine . 34 ( 2–3 ): 612–9 . doi :10.1016/j.mam.2012.05.011. PMC 3602797. PMID  23506894 . 
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