カゼインキナーゼ2（CK2）は、高度に保存されたリン酸化セリン/スレオニンキナーゼであり、さまざまな真核生物に広く存在し、多様な生理機能を持っています。CK2ホロ酵素は、2つのα触媒サブユニットと2つのβ調節サブユニットからなるヘテロ四量体で構成されていますが、CK2モノマーも独立して特定の生理機能を果たすことができます。植物のCK2は主に多遺伝子ファミリーに属します。CK2は、数百の基質を持つ典型的な多基質プロテインキナーゼです。CK2は細胞の生存に不可欠です。詳細な研究により、CK2が植物の光媒介遺伝子発現調節や開花時期の制御、生理時計の調節、ストレス耐性関連シグナル伝達経路、種子胚発生の過程で重要な生理機能を果たしていることも徐々に明らかになっています。CK2が関与する特定のシグナル伝達経路およびその植物における調節メカニズムの詳細な研究は、CK2の機能を理解する鍵となります。

序論

カゼインキナーゼ2（CK2）は、高度に保存されたリン酸化セリン/スレオニンキナーゼであり、さまざまな真核生物に広く存在し、複数の生理機能を持っています。最も早く同定されたプロテインキナーゼとして、CK2には数百の可能な標的部位があり、生理時計、光周期や植物の花の発生、ABA/ストレス関連遺伝子発現の調節など、多くの重要な生理過程に関与しています。CK2にはいくつかの特徴的な性質があります。例えば、CK2は酸親和性であり、その受容体は複数の酸性アミノ酸を含む部位でリン酸化されます。CK2はATPをリン酸基供与体として使用するだけでなく、GTPもリン酸基供与体として利用できます。CK2自体はリン酸化による調節を受けず、現在知られているすべてのセカンドメッセンジャーに対しても感受性がありません。新たな研究成果が継続的に発表されていますが、CK2およびその生理過程や特定の生理機能への関与を生化学的・遺伝学的観点から完全に理解するには、まだ多くの研究が必要であり、CK2の調節メカニズムについてはほとんど分かっていません。そのため、CK2は常に人々の研究関心の一つとなっています。

機能

動物、植物、菌類に広く存在する高度に保存されたプロテインキナーゼとして、CK2は細胞の生存にとって極めて重要です。CK2は植物の細胞周期過程にも関与していますが、細胞運命の決定におけるその役割は十分に研究されていません。植物において、CK2は光シグナル伝達経路における遺伝子発現の調節に関与しています。シロイヌナズナの光シグナル経路の重要なメンバーであるHY5は、主に光形態形成を促進する役割を果たし、CK2によって調節されます。CK2は、HY5が過リン酸化状態で一定量存在し、暗所でプロテアソームによる分解から保護されることを保証し、その活性によって夜明け後すぐにHY5が機能できるようにします。CK2が生理時計の調節に関与していることを示す証拠も増えています。概日リズムは生体内発振器の転写フィードバックループによって維持されていますが、リン酸化などの転写後調節も重要な役割を果たしています。

腫瘍形成における役割

CK2によって変化しうる基質アレイの中で、多くの基質が乳がん、肺がん、大腸がん、前立腺がんでその存在頻度が増加していることが発見されています。がん細胞における基質濃度の増加は、細胞が生存上の利点を持つ可能性を示唆しており、これら多くの基質の活性化にはCK2が必要です。CK2の抗アポトーシス機能は、がん細胞が細胞死を回避し、増殖を続けることを可能にします。通常停止すべき細胞周期調節におけるCK2の役割も、細胞周期の進行を許容するCK2の役割を示唆しています。これにより、CK2はがん治療薬の有望な治療標的となります。他の有効ながん治療法と併用することで、CK2阻害剤は薬剤誘導性アポトーシスが正常な速度で起こることを可能にし、他の治療法の効果を高めることができます。

参考文献:

1. Ahmad KA, E; et al. プロテインキナーゼCK2――アポトーシスの主要な抑制因子。Advances in Enzyme Regulation. 2008, 48: 179–87.