14-3-3タンパク質 (14-3-3タンパクしつ、英 : 14-3-3 protein )は、すべての真核生物 の細胞で発現している保存された調節分子のファミリーである。14-3-3タンパク質は、キナーゼ 、ホスファターゼ 、膜貫通受容体 など、機能的に多様な多数のシグナル伝達タンパク質に結合する能力を持つ。200種類以上のシグナル伝達タンパク質が14-3-3のリガンド となることが報告されている。
脳脊髄液 中の14-3-3タンパク質レベルの上昇は、クロイツフェルト・ヤコブ病 の徴候である可能性がある[ 2] 。
ペプチドに結合した14-3-3タンパク質二量体の分子構造
性質
大部分の哺乳類には7種類の異なる14-3-3タンパク質をコードする遺伝子 が存在し(ヒトの遺伝子に関しては下を参照)、シロイヌナズナ では13から15種類と推定され、酵母 では2種類である[ 3] [ 4] 。
14-3-3タンパク質は構造的にはテトラトリコペプチドリピート (英語版 ) (TPR)スーパーファミリーに類似しており、一般的には9本か10本のαヘリックス を持ち、通常はN末端 のヘリックスの相互作用によってホモ二量体またはヘテロ二量体を形成する。これらのタンパク質には既知の修飾ドメインが多数含まれており、二価カチオン との相互作用や、リン酸化 、アセチル化 、タンパク質分解 による切断などが行われる領域が同定または予測されている[ 5] 。
14-3-3はペプチド を結合する。14-3-3タンパク質の一般的な認識モチーフにはリン酸化セリン またはスレオニン 残基が含まれるが、リン酸化されていないリガンドも報告されている[ 6] 。こうしたリガンドとの相互作用は両親媒的性質を持つ溝で行われる[ 6] 。
14-3-3の認識モチーフ[ 7]
標準的(cannonical)モチーフ
R[^DE]{0,2}[^DEPG]([ST]) (([FWYLMV].)
|([^PRIKGN]P)
|([^PRIKGN].{2,4}[VILMFWYP]))
C末端型モチーフ
R[^DE]{0,2}[^DEPG]([ST]) [^P]{0,1}$
非リン酸化型モチーフ
IR[^P][^P]N[^P][^P]WR[^P]W[YFH][ITML][^P]Y[IVL]
モチーフは正規表現 を用いて記されている。可読性のために改行が加えられ、リン酸化部位が太字で示されている。
モチーフはここに示されているパターンよりもはるかに多様であり、ニューラルネットワーク を用いた予測も行われている[ 8] 。
発見と命名
14-3-3タンパク質は1967年に脳組織中に発見され、クロマトグラフィー とゲル電気泳動 によって精製された。ウシの脳試料では、14-3-3タンパク質はDEAEセルロース カラムから溶出する14番目の分画に位置し、デンプン電気泳動ゲルでposition 3.3に位置していた[ 9] 。
機能
14-3-3タンパク質はクラススイッチ 組換えにおいてアイソフォーム特異的な役割を果たす。クラススイッチ組換えの媒介の際に、活性化誘導シチジンデアミナーゼ と相互作用すると考えられている[ 10] 。
CHEK1 とCHEK2 によるCDC25C (英語版 ) のリン酸化は、14-3-3ファミリーのリン酸化セリン結合タンパク質の結合部位を形成する。14-3-3の結合はCDC25Cの活性にほとんど影響を与えないが、CDC25Cを細胞質 へ隔離し、G2 /M期 の移行時に核 に局在しているサイクリンB -CDK1 との相互作用を防ぐことで調節を行っていると考えられている[ 11] 。
14-3-3のηアイソフォームは滑液 中の関節リウマチ のバイオマーカー であることが報告されている[ 12] 。
ヒトの遺伝子
14-3-3αと14-3-3δ(YWHAAとYWHAD)は、それぞれ14-3-3βと14-3-3ζ(YWHABとYWHAZ)のリン酸化型である。
植物
緑色植物亜界 において14-3-3タンパク質の大きな遺伝子ファミリー が存在することは、植物の生理学におけるそれらの必要不可欠な役割を反映している。14-3-3タンパク質は細胞膜の自己阻害状態のP型ATPアーゼ (英語版 ) を活性化する。14-3-3タンパク質はATPアーゼのC末端 の保存されたスレオニン残基に結合する[ 13] 。
出典
^ Yang, X.; Lee, W. H.; Sobott, F.; Papagrigoriou, E.; Robinson, C. V.; Grossmann, J. G.; Sundstrom, M.; Doyle, D. A. et al. (2006). “Structural basis for protein-protein interactions in the 14-3-3 protein family.” . Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103 (46): 17237–17242. Bibcode : 2006PNAS..10317237Y . doi :10.1073/pnas.0605779103 . PMC 1859916 . PMID 17085597 . https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1859916/ .
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関連文献
FD Carlson, ed (1967). Physiological and Biochemical Aspects of Nervous Integration. Prentice-Hall, Inc., The Marine Biological Laboratory, Woods Hole, MA . pp. 343–359
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外部リンク