タンパク質VAC14ホモログはArPIKfyve(PIKfyve関連調節因子)としても知られ、ヒトではVAC14遺伝子によってコードされるタンパク質である。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
関数
エンドソーム膜中のホスファチジルイノシトール3,5-ビスリン酸(PtdIns(3,5)P2)の含有量は、細胞内輸送小胞の生成または吸収を生じる分裂および融合イベントによって動的に変化する。ArPIKfyveタンパク質は、PtdIns(3,5)P2の濃度を厳密に制御する三分子複合体の足場となる。この複合体の他の構成要素は、PtdIns(3,5)P2合成酵素PIKFYVEと、ヒト遺伝子FIG4 によってコードされるSac1ドメインを含むPtdIns(3,5)P2 5-ホスファターゼSac3である。VAC14はPIKFYVEの活性化因子として機能する。[ 5 ] [ 8 ] VAC14ノックアウトマウスを用いた研究では、VAC14はPIKfyveのPtdIns(3,5)P2産生活性を高めるだけでなく、PIKfyve酵素活性に関連する別の希少ホスホイノシチドであるホスファチジルイノシトール5-リン酸の定常レベルも制御することが示されています。VAC14は、ホスファチジルイノシトール3-リン酸をリン酸化するために働く脂質キナーゼPIKfyve、およびリン酸基を除去する拮抗ホスファターゼFIG4と複合して作用する足場タンパク質であることが分かっています。[ 9 ]
PIKfyveおよびSac3との三量体複合体の形成に加えて、ArPIKfyveは他の多くの相互作用に関与している。ArPIKfyveはPtdIns(3,5)P2特異的ホスファターゼSac3と安定な複合体を形成し、それによってSac3をプロテアソームによる急速な分解から保護する。[ 10 ] ArPIKfyveはカルボキシル末端を介してホモオリゴマーを形成する。しかし、ArPIKfyveホモオリゴマー、ArPIKfyve-Sac3ヘテロダイマー、またはPIKfyve-ArPIKfyve-Sac3ヘテロトリマーのモノマー数は不明である。[ 11 ]ヒトVac14/ArPIKfyveは神経型一酸化窒素合成酵素のPDZ(シナプス後密度)ドメインとも相互作用するが[ 12 ]、この相互作用の機能的意義はまだ不明である。 ArPIKfyveはインスリン制御GLUT4の細胞表面への移行を促進する。[ 13 ]
マウスモデル
VAC14ノックアウトマウスは出生時または出生直後に死亡し、重度の神経変性を呈する。これらのマウスの線維芽細胞では、PtdIns(3,5)P2およびPtdIns(5)Pのレベルが約50%低下する。[ 14 ]マウスのVAC14点突然変異(ロイシン156がアルギニンに置換)は、寿命の短縮(最大3週間)、体格の悪化、脳室の肥大、PtdIns(3,5)P2レベルの50%低下、色素沈着の減少、震え、運動機能障害と関連している。[ 15 ]
臨床的意義
2016年には、この遺伝子の変異によって引き起こされる新たな疾患が発見され、小児発症型線条体黒質変性症(OMIM 617054)と命名されました[ 16 ] 。PIKfyve-VAC14-FIG4複合体は、初期エンドソームから後期エンドソーム/リソソームへの成熟に重要な役割を果たすと考えられています。これらの細胞小器官は、体内でドナー膜細胞から標的膜へ貨物を輸送する小胞輸送において重要な役割を果たしています[ 17 ] 。
参考文献
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