カゼインキナーゼ2（CK2）は、高度に保存されたセリン／スレオニンリン酸化酵素であり、多様な真核生物に広く存在し、さまざまな生理機能を担う。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るが、CK2モノマーも特定の生理機能を独立して発揮し得る。植物のCK2は主としてマルチジーンファミリーに属する。CK2は典型的なマルチサブストレート型プロテインキナーゼであり、基質は数百種に及ぶ。CK2は細胞の生存性に不可欠である。さらに詳細な研究により、CK2が植物における光媒介性の遺伝子発現制御および開花時期制御、生体時計の制御、ストレス耐性関連シグナル伝達経路、ならびに種子胚発生の過程で重要な生理機能を果たすことが段階的に明らかになってきた。植物におけるCK2が関与する特異的シグナル伝達経路とその制御機構を精査することは、CK2機能の理解に向けた鍵である。

序論

カゼインキナーゼ2（CK2）は、高度に保存されたセリン／スレオニンリン酸化酵素であり、多様な真核生物に広く存在し、複数の生理機能を有する。最も早期に同定されたプロテインキナーゼの一つとして、CK2には数百の潜在的標的部位が存在し、生体時計、光周性および植物の花成、ならびにABA／ストレス関連遺伝子発現の制御など、多くの重要な生理過程に関与する。CK2にはいくつかの特徴的性質がある。例えば、CK2は酸性嗜好性であり、複数の酸性アミノ酸を含む部位で受容体（基質）がリン酸化される。リン酸基供与体としてATPを利用するだけでなく、CK2はGTPを用いてリン酸基を供与することもできる。CK2自体はリン酸化によって制御されず、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不感受性である。新たな研究成果は継続的に報告されているものの、生化学的および遺伝学的観点から、CK2およびその生理過程への関与と特異的生理機能を十分に理解するには、なお多くの検討が必要であり、CK2の制御機構については不明な点が多い。そのため、CK2は一貫して研究対象として高い関心を集めている。

機能

動物、植物、真菌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は細胞の生存性にとって極めて重要である。CK2は植物における細胞周期過程にも関与するが、細胞運命決定における役割は十分に検討されていない。植物では、CK2は光シグナル伝達経路における遺伝子発現制御に関与する。シロイヌナズナの光シグナル経路の重要因子であるHY5は、主として光形態形成を促進する役割を担い、CK2によって制御される。CK2は、HY5の一定量を過リン酸化状態で維持し、暗所においてプロテアソームによる分解から保護することで、夜—昼移行後にHY5が迅速に機能できるようにする。CK2が生体時計の制御に関与することを示すエビデンスも増加している。概日リズムは生体内在性オシレーターの転写フィードバックループによって維持されるが、リン酸化などの転写後制御も重要な役割を果たす。

腫瘍形成における役割

CK2によって変動し得る基質アレイにおいて、乳癌、肺癌、大腸癌、前立腺癌で有病率の増加が認められる基質が多数同定されている。癌細胞における基質濃度の上昇は、細胞が生存上の優位性を得ている可能性を示唆し、これら基質の多くの活性化にはCK2が必要である。CK2の抗アポトーシス機能は、癌細胞が細胞死を回避して増殖を継続することを可能にする。通常であれば停止すべき細胞周期制御におけるCK2の役割は、細胞周期進行を許容する点でのCK2の関与を示唆する可能性もある。これらは、CK2を癌治療薬の治療標的候補として位置付ける根拠となる。他の有効な抗癌治療と併用した場合、CK2阻害剤は薬剤誘導性アポトーシスが正常な速度で進行することを可能にし、他治療の有効性を高め得る。

参考文献：

1. Ahmad KA, E; et al. Protein kinase CK2--a key suppressor of apoptosis. Advances in Enzyme Regulation. 2008, 48: 179–87.