CAMK
| Ca2 + /カルモジュリン依存性プロテインキナーゼ | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 2.7.11.17 | ||||||||
| CAS番号 | 97350-82-8 | ||||||||
| データベース | |||||||||
| IntEnz | インテンズビュー | ||||||||
| ブレンダ | ブレンダエントリー | ||||||||
| ExPASy | NiceZymeビュー | ||||||||
| KEGG | KEGGエントリー | ||||||||
| MetaCyc | 代謝経路 | ||||||||
| プリアム | プロファイル | ||||||||
| PDB構造 | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| 遺伝子オントロジー | AmiGO / QuickGO | ||||||||
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CAMK はCaMKまたはCCaMKとも表記され、 Ca 2+ /カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼクラスの酵素の略称である。CAMK は細胞内カルシウムイオン (Ca 2+ ) とカルモジュリンの濃度の上昇によって活性化される。活性化されると、酵素はATPから他のタンパク質の特定のセリンまたはスレオニン残基にリン酸を転移するため、セリン/スレオニン特異的タンパク質キナーゼと呼ばれる。活性化 CAMK は転写因子のリン酸化に関与しており、したがって、応答遺伝子の発現の調節に関与している。CAMK はまた、細胞ライフサイクル (すなわちプログラム細胞死)、細胞の細胞骨格ネットワークの再編成、および生物の学習と記憶に関与するメカニズムの制御にも働く。[ 1 ]
種類
CAMキナーゼタンパク質には、特殊CAMキナーゼと多機能CAMキナーゼの2つの一般的な種類があります
- 基質特異的CAMキナーゼ
- ミオシン軽鎖キナーゼのように、リン酸化できる標的は1つだけです。[ 1 ]このタンパク質群にはCAMKIIIが含まれます。CAMKIIIの詳細については、こちらのリンクをご覧ください
- 多機能CAMキナーゼ
- リン酸化できる標的が複数あり、神経伝達物質の分泌、グリコーゲンの代謝、様々な転写因子の調節などのプロセスに存在します。[ 1 ] CAMKIIはこのサブセットの主なタンパク質です。CAMKIIの詳細については、こちらのリンクをご覧ください
基質リン酸化
細胞内のカルシウム濃度が上昇すると、CAMキナーゼは飽和状態になり、最大4つのカルシウム分子を結合します。[ 1 ]このカルシウム飽和によりキナーゼが活性化され、構造変化を起こしてキナーゼがリン酸化標的部位に結合できるようになります。CAMKはATPからリン酸基を除去し、最も一般的にはMg 2+イオンを使用し、それをCAMタンパク質に追加して活性化します。[ 2 ] CAMキナーゼには高濃度のグリシンループが含まれており、そこでは供与性ATP分子のガンマリン酸が酵素に容易に結合でき、次に金属イオンを利用して標的タンパク質へのスムーズなリン酸転移を促進します。[ 3 ]このリン酸転移によりキナーゼの標的が活性化され、リン酸化サイクルが完了します。
図 1 は、カルシウムまたはカルモジュリンの存在によって CAM キナーゼ (CAMK II) が活性化される様子を示しています。
構造
すべてのキナーゼは、ATP結合部位とより大きな基質結合部位を含む触媒コアの共通の構造を持っています。[ 4 ]触媒コアは通常、βストランドで構成され、基質結合部位はαヘリックスで構成されています。[ 5 ]ほとんどすべてのCAMキナーゼには、触媒ドメイン、調節ドメイン、会合ドメイン、カルシウム/カルモジュリン結合ドメインなど、さまざまなドメインが含まれています。[ 6 ]
- CAMK I
- 図2に示すように、CAMK Iは二重葉構造を有し、触媒ドメイン、基質結合ドメイン、および自己阻害ドメインで構成されています。[ 1 ]自己阻害ドメインが機能するためには、このドメインが基質ドメインによる新しい標的の取り込みを完全に阻害するようにタンパク質を適合させる必要があります。図2は、CAMK Iの構造とドメインを詳細に示しています
- CAMK II
- 図3に示すように、CAMK 2Aが最も一般的で、様々な形態があります。CAMK 2Aは、小さな官能基で構成された環状の結晶構造を持っています。これらの官能基は、CaM依存性の標的のリン酸化を可能にするだけでなく、図1に示すように、構造自体を自己リン酸化してCaM非依存性になることも可能にします[ 7 ]。つまり、CAMK 2Aタンパク質は、カルシウムまたはカルモジュリンによって最初に活性化されると、次にさらに活性化されるため、カルシウムまたはカルモジュリンが存在しない場合でも不活性になりません
図 3: カルシウム/カルモジュリン依存性キナーゼの一種である CAMK 2A の結晶構造の画像。
家族
CAMK 酵素クラスのメンバーには、以下のものが含まれますが、これらに限定されません。
擬似キナーゼ
擬似キナーゼは擬似酵素であり、構造的には酵素に似ていますが、触媒活性を欠くタンパク質です
CAMK ファミリーに関連する擬似キナーゼには以下のものがあります。
参考文献
- ^ a b c d e f Swulius MT, Waxham MN (2008年9月). 「Ca(2+)/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼ」 .細胞および分子生命科学. 65 (17): 2637– 57. doi : 10.1007/s00018-008-8086-2 . PMC 3617042. PMID 18463790 .
- ^ Adams JA (2001年8月). 「タンパク質キナーゼの運動学的および触媒的メカニズム」. Chemical Reviews . 101 (8): 2271–90 . doi : 10.1021/cr000230w . PMID 11749373 .
- ^ Hemmer W, McGlone M, Tsigelny I, Taylor SS (1997年7月). 「cAMP依存性プロテインキナーゼのATP結合部位におけるグリシン三元構造の役割」 . The Journal of Biological Chemistry . 272 (27): 16946–54 . doi : 10.1074/jbc.272.27.16946 . PMID 9202006. S2CID 33795382 .
- ^ Hanks SK (2003). 「真核生物タンパク質キナーゼスーパーファミリーのゲノム解析：展望」 .ゲノム生物学. 4 (5): 111. doi : 10.1186/gb-2003-4-5-111 . PMC 156577. PMID 12734000 .
- ^ Taylor SS, Yang J, Wu J, Haste NM, Radzio-Andzelm E, Anand G (2004年3月). 「PKA：タンパク質キナーゼのダイナミクスのポートレート」. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics . 1697 ( 1–2 ): 259–69 . doi : 10.1016/j.bbapap.2003.11.029 . PMID 15023366 .
- ^ Hudmon A, Schulman H (2002-06-01). 「神経細胞CA2+/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII：細胞機能における構造と自己調節の役割」. Annual Review of Biochemistry . 71 (1): 473– 510. doi : 10.1146/annurev.biochem.71.110601.135410 . PMID 12045104 .
- ^ 「CAMK2A カルシウム/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼIIアルファ [Homo sapiens (ヒト)] - 遺伝子 - NCBI」 www.ncbi.nlm.nih.gov . 2020年3月20日閲覧。