プロフィリン-1 は、ヒトではPFN1 遺伝子によってコードされる タンパク質 である。[ 5 ] [ 6 ]
構造 PFN1タンパク質はプロフィリン1としても知られ、139~140個のアミノ酸から構成される分子量約15 kDaの小型単量体タンパク質である。[ 7 ] その三次元構造は、7本鎖βシート からなる反平行構造を特徴とし、その両側には3つの両親媒性 αヘリックス (シートの片側に2本、反対側に1本)が配置され、「プロフィリン様」フォールドとして知られるコンパクトな球状のフォールドを形成している。[ 7 ] PFN1には、アクチン 結合ドメイン、ポリ-L-プロリン(PLP)結合ドメイン、およびホスホイノシチド 結合ドメインという3つの主要な機能ドメインが含まれている。 [ 8 ] これらのドメインにより、PFN1はアクチン単量体、様々な細胞骨格タンパク質中のポリプロリンに富むモチーフ、およびホスホイノシチドとそれぞれ相互作用することができ、アクチン細胞骨格の 動態における中心的な役割を促進している。 NMRやX線結晶構造解析などの構造研究により、PFN1のアクチンとPLPの結合部位はそれぞれ異なっており、柔軟性があるため、タンパク質は遊離状態またはリガンドに結合している状態で異なる立体構造をとることができることが示されています。[ 7 ] [ 9 ] この構造の多様性は、PFN1のアクチン重合機能や、数多くの細胞プロセスへの関与に不可欠です。
関数 この遺伝子によってコードされるタンパク質は、プロフィリンファミリーに属する、普遍的に発現するアクチンモノマー結合タンパク質である。細胞外シグナルに応答してアクチンの重合を制御すると考えられている。プロフィリン-1はシュードウリジン結合タンパク質としても機能し、特定の mRNA の安定性と翻訳効率に寄与する。[ 10 ]
プロフィリン1(PFN1)は、アクチンの重合、ひいてはアクチン細胞骨格のダイナミクスを制御する上で中心的な役割を果たす、高度に保存されたアクチン結合タンパク質である。[ 11 ] [ 12 ] PFN1はアクチンモノマーに結合することで、成長中のアクチンフィラメントへの取り込みを促進し、細胞運動 、膜輸送 、エンド サイトーシス、細胞周期の 進行、細胞生存などの重要な細胞プロセスに影響を与える。[ 12 ] [ 8 ]
PFN1はアクチンダイナミクスにおける標準的な役割に加えて、様々なシグナル伝達タンパク質や細胞骨格 タンパク質に見られるポリ-L-プロリンに富むモチーフやホスホイノシチド脂質と相互作用し、細胞骨格の調節を細胞内シグナル伝達経路に結び付けます。[ 12 ] 最近の研究では、PFN1の既知の機能が拡張され、微小管の組織化、ミトコンドリアの恒常性維持、オートファジーとミトファジーの調節における役割も明らかになっています。[ 12 ] [ 13 ]
変異や欠損によるPFN1機能の破壊は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)などの神経変性疾患、様々な癌、心血管疾患など、いくつかの疾患に関係していることが示唆されている。[ 11 ] [ 8 ] このように、PFN1は細胞骨格のダイナミクスと細胞内シグナル伝達の重要な統合因子として機能し、正常な細胞機能と生存率の維持に重要な役割を果たしている。
臨床的意義 この遺伝子の欠失はミラー・ディーカー症候群 と関連している。[ 14 ] この遺伝子の変異は、ルー・ゲーリック病とも呼ばれる筋萎縮性側索硬化症のまれな原因となる可能性がある。 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]
相互作用 プロフィリン 1 は以下と相互作用する ことが示されています。
参考文献 ^ a b c GRCh38: Ensemblリリース89: ENSG00000108518 – Ensembl 、2017年5月^ a b c GRCm38: Ensemblリリース89: ENSMUSG00000018293 – Ensembl 、2017年5月^ 「ヒトPubMedリファレンス:」 。米国国立医学図書館、国立生物工学情報センター 。^ 「マウスPubMedリファレンス:」 米国 国立医学図書館、国立生物工学情報センター 。 ^ Kwiatkowski DJ, Bruns GA (1988年5月). 「ヒトプロフィリン. 分子クローニング, 配列比較, 染色体解析」 . Journal of Biological Chemistry . 263 (12): 5910– 5915. doi : 10.1016/S0021-9258(18)60651-9 . PMID 3356709 . ^ Kwiatkowski DJ, Aklog L, Ledbetter DH, Morton CC (1990年4月). 「機能的プロフィリン遺伝子の同定、染色体サブバンド17p13.3への局在、およびミラー・ディーカー症候群の一部患者におけるその欠失の証明」 . American Journal of Human Genetics . 46 (3): 559– 567. PMC 1683621. PMID 1968707 . ^ a b c Del Poggetto E, Chiti F, Bemporad F (2015年7月). 「家族性筋萎縮性側索硬化症に関連する新規タンパク質、ヒトプロフィリン-1のフォールディングプロセス」 . Scientific Reports . 5 12332. Bibcode : 2015NatSR...512332D . doi : 10.1038 /srep12332 . PMC 4521207. PMID 26227615 . ^ a b c Wang Y, Wang Y, Wan R, Hu C, Lu Y (2021年7月). 「プロフィリン1タンパク質と癌への影響」. Oncology . 35 (7). Williston Park, NY: 402– 409. doi : 10.46883/ONC.2021.3507.0402 . PMID 34264570 . ^ Kiaei M, Balasubramaniam M, Govind Kumar V, Shmookler Reis RJ, Moradi M, Varughese KI (2018年8月). 「ALSを引き起こすプロフィリン1の変異は構造ダイナミクスを変化させる:凝集傾向を説明する計算論的アプローチ」 . Scientific Reports . 8 (1) 13102. Bibcode : 2018NatSR...813102K . doi : 10.1038/ s41598-018-31199-7 . PMC 6117255. PMID 30166578 . ^ Dai X, Yuan J, He S, Shah K, Guo S, Duan Z, et al. (2024-12-31). 「定量的プロテオミクスによりプロフィリン-1が擬似ウリジン結合タンパク質であることが明らかに」 . Journal of the American Chemical Society . 147 (2): 1458– 1462. doi : 10.1021/jacs.4c17659 . ISSN 0002-7863 . PMC 11744752. PMID 39812085 . ^ a b Lindamood HL, Liu TM, Read TA, Vitriol EA (2025年3月). 「ALSを用いたプロフィリン1の細胞生理における多様な役割の理解」. Cytoskeleton . 82 (3). Hoboken, NJ: 111– 129. doi : 10.1002/cm.21896 . PMC 11762371. PMID 39056295 . ^ a b c d Pimm ML, Liu X, Tuli F, Heritz J, Lojko A, Henty-Ridilla JL (2022年6月). 「機能 的 ヒトプロフィリン分子の可視化」 . eLife . 11. doi : 10.7554/eLife.76485 . PMC 9249392. PMID 35666129 . ^ TA, Cisterna BA, Skruber K, Ahmadieh S, Liu TM, Vitriol JA, et al. (2024年8月). 「アクチン結合タンパク質プロフィリン1はミトコンドリア内に局在し、ミトコンドリアの機能に重要である」 . EMBO Reports . 25 (8): 3240– 3262. doi : 10.1038/s44319-024-00209-3 . PMC 11316047. PMID 39026010 . ^ "エントレズ遺伝子: PFN1 プロフィリン 1" . ^ Wu CH, Fallini C, Ticozzi N, Keagle PJ, Sapp PC, Piotrowska K, 他 (2012年8月). 「 プロフィリン1遺伝子の変異が家族性筋萎縮性側索硬化症を引き起こす」 . Nature . 488 (7412): 499– 503. Bibcode : 2012Natur.488..499W . doi : 10.1038/nature11280 . PMC 3575525. PMID 22801503 . ^ Daoud H, Dobrzeniecka S, Camu W, Meininger V, Dupré N, Dion PA, et al. (2013年4月). 「家族性筋萎縮性側索硬化症患者におけるPFN1の変異解析」. Neurobiology of Aging . 34 (4): 1311.e1–1311.e2. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2012.09.001 . PMID 23062600. S2CID 42137823 . ^ Tiloca C, Ticozzi N, Pensato V, Corrado L, Del Bo R, Bertolin C, 他 (2013年5月). 「散発性筋萎縮性側索硬化症および前頭側頭 型 認知症におけるPFN1遺伝子のスクリーニング」 . Neurobiology of Aging . 34 (5): 1517.e9–1517.10. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2012.09.016 . PMC 3548975. PMID 23063648 . ^ Ingre C, Landers JE, Rizik N, Volk AE, Akimoto C, Birve A, 他 (2013年6月). 「米国、北欧、ドイツの筋萎縮性側索硬化症/前頭側頭型認知症コホートの大規模スクリーニングで明らかになったプロフィリン1の新規リン酸化部位変異」 . Neurobiology of Aging . 34 (6): 1708.e1–1708.e6. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2012.10.009 . PMC 6591725. PMID 23141414 . ^ Lattante S, Le Ber I, Camuzat A, Brice A, Kabashi E (2013年6月). 「フランスにおける筋萎縮性側索硬化症および前頭側頭葉変性症の患者において、PFN1遺伝子の変異は一般的な原因ではない」. Neurobiology of Aging . 34 (6): 1709.e1–1709.e2. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2012.10.026 . PMID 23182804. S2CID 37470475 . ^ Dillen L, Van Langenhove T, Engelborghs S, Vandenbulcke M, Sarafov S, Tournev I, et al. (2013年6月). 「前頭側頭葉変性症患者のフランダース-ベルギー拡張コホートにおけるUBQLN2およびPFN1の探索的遺伝学的研究」 Neurobiology of Aging . 34 (6): 1711.e1–1711.e5. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2012.12.007 . PMID 23312802 . S2CID 8448562 . ^ Zou ZY, Sun Q, Liu MS, Li XG, Cui LY (2013年6月). 「プロフィリン1遺伝子の変異は中国起源の筋萎縮性側索硬化症では一般的ではない」. Neurobiology of Aging . 34 (6): 1713.e5–1713.e6. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2012.12.024 . PMID 23357624. S2CID 9675956 . ^ Chen Y, Zheng ZZ, Huang R, Chen K, Song W, Zhao B, 他 (2013年7月). 「筋萎縮性側索硬化症の漢民族ではPFN1遺伝子変異はまれである」. Neurobiology of Aging . 34 (7): 1922.e1–1922.e5. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2013.01.013 . PMID 23428184. S2CID 25016105 . ^ van Blitterswijk M, Baker MC, Bieniek KF, Knopman DS, Josephs KA, Boeve B, 他 (2013年9月). 「プロフィリン1遺伝子変異は、筋萎縮性側索硬化症および前頭側頭型認知症患者ではまれである」 . 筋萎縮性側索硬化症および前頭側 頭型認知症 . 14 ( 5–6 ): 463–469 . doi : 10.3109/21678421.2013.787630 . PMC 3923463. PMID 23634771 . ^ Yang S, Fifita JA, Williams KL, Warraich ST, Pamphlett R, Nicholson GA, et al. (2013年9月). 「家族性および散発性筋萎縮性側索硬化症におけるPFN1の変異解析と免疫病理学的研究」. Neurobiology of Aging . 34 (9): 2235.e7–2235.10. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2013.04.003 . PMID 23635659. S2CID 19339337 . ^ Fratta P, Charnock J, Collins T, Devoy A, Howard R, Malaspina A, et al. (2014年5月). 「 Profilin1 E117Gは筋萎縮性側索硬化症の中等度リスク因子である」 . Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry . 85 (5): 506– 508. doi : 10.1136/jnnp-2013-306761 . PMC 3995330. PMID 24309268 . ^ Syriani E, Salvans C, Salvadó M, Morales M, Lorenzo L, Cazorla S, et al. (2014年12月). 「PFN1遺伝子変異は、カタルーニャ人の筋萎縮性側索硬化症患者においても稀である」. Journal of Neurology . 261 (12): 2387– 2392. doi : 10.1007/s00415-014-7501-x . PMID 25249294. S2CID 21281429 . ^ Smith BN, Vance C, Scotter EL, Troakes C, Wong CH, Topp S, et al. (2015年3月). 「新規変異はプロフィリン1 の ALS病態における役割を支持する」 . Neurobiology of Aging . 36 (3): 1602.e17–1602.e27. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2014.10.032 . PMC 4357530. PMID 25499087 . ^ Yayoshi-Yamamoto S, Taniuchi I, Watanabe T (2000年9月). 「新規フォルミン関連タンパク質FRLはRacに結合し、マクロファージの細胞運動性と生存を制御する」 . Molecular and Cellular Biology . 20 (18): 6872– 6881. doi : 10.1128 / mcb.20.18.6872-6881.2000 . PMC 86228. PMID 10958683 . ^ Boettner B, Govek EE, Cross J, Van Aelst L (2000年8月). 「接合部多ドメインタンパク質AF-6はRap1A GTPaseの結合パートナーであり、アクチン細胞骨格調節因子プロフィリンと会合する」 . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 97 (16): 9064– 9069. Bibcode : 2000PNAS...97.9064B . doi : 10.1073 / pnas.97.16.9064 . PMC 16822. PMID 10922060 . ^ Harbeck B, Hüttelmaier S, Schluter K, Jockusch BM, Illenberger S (2000年10月). 「血管拡張因子刺激性リン酸化タンパク質のリン酸化はアクチンとの相互作用を制御する」 . Journal of Biological Chemistry . 275 (40): 30817– 30825. doi : 10.1074/jbc.M005066200 . PMID 10882740 . ^ 三木 浩、末次 誠、竹縄 剛 (1998年12月). 「Rac誘導性アクチン再構成に関与する新規WASPファミリータンパク質、WAVE」 . The EMBO Journal . 17 (23): 6932– 6941. doi : 10.1093 / emboj/17.23.6932 . PMC 1171041. PMID 9843499 . ^ 三室 秀次、鈴木 剛、末次 聡、三木 秀次、竹縄 剛、笹川 千恵子 (2000年9月). 「プロフィリンは、Shigella flexneri の効率的な細胞内および細胞間拡散の維持に必須である」 . Journal of Biological Chemistry . 275 (37): 28893– 28901. doi : 10.1074/jbc.M003882200 . PMID 10867004 . ^ 末次 誠・三木 浩・竹縄 孝 (1998年11月). 「マイクロスパイク形成におけるアクチンの集合におけるプロフィリンの重要な役割」 . The EMBO Journal . 17 (22): 6516– 6526. doi : 10.1093/emboj/ 17.22.6516 . PMC 1170999. PMID 9822597 .
さらに読む Qualmann B, Kessels MM (2003).エンドサイトーシスと細胞骨格 . International Review of Cytology. Vol. 220. pp. 93– 144. doi : 10.1016/S0074-7696(02)20004-2 . ISBN 978-0-12-364624-8 . PMID 12224553 . Ampe C, Markey F, Lindberg U, Vandekerckhove J (1988年2月). 「ヒト血小板プロフィリンの一次構造:子牛脾臓プロフィリン配列の再検討」. FEBS Letters . 228 (1): 17– 21. Bibcode : 1988FEBSL.228...17A . doi : 10.1016/0014-5793(88)80575-1 . PMID: 3342873. S2CID : 23245396 . Gieselmann R, Kwiatkowski DJ, Janmey PA, Witke W (1995年5月). 「ヒトプロフィリン2アイソフォームの異なる生化学的特徴」. European Journal of Biochemistry . 229 (3): 621– 628. doi : 10.1111/j.1432-1033.1995.tb20506.x . PMID 7758455 . Kato S, Sekine S, Oh SW, Kim NS, Umezawa Y, Abe N, et al. (1994年12月). 「ヒト完全長cDNAバンクの構築」. Gene . 150 (2): 243– 250. doi : 10.1016/0378-1119(94)90433-2 . PMID 7821789 . Metzler WJ, Constantine KL, Friedrichs MS, Bell AJ, Ernst EG, Lavoie TB, et al. (1993年12月). 「ヒトプロフィリンの3次元溶液構造の特徴づけ:1H、13C、15N NMR帰属と全体的なフォールディングパターン」.生化学 . 32 (50): 13818– 13829. doi : 10.1021/bi00213a010 . PMID 8268157 . Schutt CE, Myslik JC, Rozycki MD, Goonesekere NC, Lindberg U (1993年10月). 「結晶性プロフィリン-β-アクチンの構造」. Nature . 365 ( 6449): 810– 816. Bibcode : 1993Natur.365..810S . doi : 10.1038/365810a0 . PMID 8413665. S2CID 4359724 . Mahoney NM, Janmey PA, Almo SC (1997年11月). 「形態形成と細胞骨格制御に関与するプロフィリン-ポリ-L-プロリン複合体の構造」. Nature Structural Biology . 4 (11): 953–960 . doi : 10.1038/nsb1197-953 . PMID 9360613. S2CID 7492336 . 間本 明、佐々木 哲、朝倉 哲、堀田 勇、今村 博、高橋 和 他(1998 年 2 月)。 「ドレブリンおよびゲフィリンとプロフィリンとの相互作用」。生化学および生物物理学研究コミュニケーション 。243 (1): 86–89 .土井 : 10.1006/bbrc.1997.8068 。PMID 9473484 。 Bhargavi V, Chari VB, Singh SS (1998年10月). 「ホスファチジルイノシトール3-キナーゼはp85αサブユニットを介してプロフィリンに結合し、細胞骨格の組み立てを制御する」. Biochemistry and Molecular Biology International . 46 (2): 241– 248. doi : 10.1080/15216549800203752 . PMID 9801792. S2CID 1764456 . 末次 誠・三木 浩・竹縄 孝 (1998年11月). 「マイクロスパイク形成におけるアクチンの集合におけるプロフィリンの重要な役割」 . EMBOジャーナル . 17 (22): 6516– 6526. doi : 10.1093/emboj/17.22.6516 . PMC 1170999. PMID 9822597 . 三木 浩、末次 誠、竹縄 剛 (1998年12月). 「Rac誘導性アクチン再構成に関与する新規WASPファミリータンパク質、WAVE」 . The EMBO Journal . 17 (23): 6932– 6941. doi : 10.1093 / emboj/17.23.6932 . PMC 1171041. PMID 9843499 . Mahoney NM, Rozwarski DA, Fedorov E, Fedorov AA, Almo SC (1999年7月). 「プロフィリンはプロリンリッチリガンドと2つの異なるアミド骨格配向で結合する」. Nature Structural Biology . 6 (7): 666– 671. doi : 10.1038/10722 . PMID 10404225. S2CID 10994213 . Nunoi H, Yamazaki T, Tsuchiya H, Kato S, Malech HL, Matsuda I, et al. (1999年7月). 「好中球機能 不全および再発性感染症に関連するβ-アクチンのヘテロ接合性変異」 . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 96 (15): 8693– 8698. Bibcode : 1999PNAS ... 96.8693N . doi : 10.1073/pnas.96.15.8693 . PMC 17578. PMID 10411937 . Murphy GA、Solski PA、Jillian SA、Pérez de la Ossa P、D'Eustachio P、Der CJ、他。 (1999 年 7 月)。 「Rho ファミリー GTPase である TC10 の細胞機能: 形態、シグナル伝達および細胞増殖の調節」。がん遺伝子 。18 (26): 3831–3845 。土井 : 10.1038/sj.onc.1202758 。PMID 10445846 。S2CID 13589258 。 Harbeck B, Hüttelmaier S, Schluter K, Jockusch BM, Illenberger S (2000年10月). 「血管拡張薬刺激性リン酸化タンパク質のリン酸化はアクチンとの相互作用を制御する」 . Journal of Biological Chemistry . 275 (40): 30817– 30825. doi : 10.1074/jbc.M005066200 . PMID 10882740 . Boettner B, Govek EE, Cross J, Van Aelst L (2000年8月). 「ジャンクションマルチドメインタンパク質AF-6はRap1A GTPaseの結合パートナーであり、アクチン細胞骨格制御因子プロフィリンと会合する」 . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 97 (16): 9064– 9069. Bibcode : 2000PNAS...97.9064B . doi : 10.1073 / pnas.97.16.9064 . PMC 16822. PMID 10922060 . Yayoshi-Yamamoto S, Taniuchi I, Watanabe T (2000年9月). 「新規フォルミン関連タンパク質FRLはRacに結合し、マクロファージの細胞運動性と生存を制御する」 . Molecular and Cellular Biology . 20 (18): 6872– 6881. doi : 10.1128 / MCB.20.18.6872-6881.2000 . PMC 86228. PMID 10958683 . Mellon MB, Frank BT, Fang KC (2002年1月). 「マスト細胞α-キマーゼは抗体結合エピトープを切断することで白樺花粉プロフィリンのIgE認識を低下させる」 . Journal of Immunology . 168 (1). メリーランド州ボルチモア: 290–297 . doi : 10.4049/jimmunol.168.1.290 . PMID 11751973 .