カゼインキナーゼ2（CK2）は、さまざまな真核生物に広く存在し、多様な生理機能を持つ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テトラマーですが、CK2モノマーも特定の生理機能を独立して実行できます。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タンパク質キナーゼです。CK2は細胞の生存にとって重要です。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制御、生理的時計の調節、ストレス耐性関連シグナル伝達経路、種子胚発生の過程において重要な生理機能を果たすことが次第に明らかになりました。CK2に関与する特定のシグナル伝達経路とその調節メカニズムの詳細な研究は、CK2の機能を理解するための鍵です。

導入

カゼインキナーゼ2（CK2）は、さまざまな真核生物に広く存在し、複数の生理機能を持つ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す。最初に特定されたタンパク質キナーゼとして、CK2には数百の可能な標的部位があり、生理的時計、光周期、植物の花の発生、ABA/ストレス関連遺伝子発現の調節など、多くの重要な生理プロセスに関与しています。CK2にはいくつかの特異な特徴があります。たとえば、CK2は酸好性であり、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をリン酸基の供与体として使用するだけでなく、GTPもリン酸基を提供するために使用できます。CK2は自身がリン酸化によって調節されず、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感受性がありません。新しい研究結果が続々と出ているものの、CK2とその生理プロセスへの関与、特定の生理機能を生化学的および遺伝学的な観点から完全に理解するにはまだ多くの作業が必要であり、CK2の調節メカニズムについてはほとんど知られていません。したがって、CK2は常に人々の研究の関心の一つです。

機能

動物、植物、真菌に広く存在する高度に保存されたタンパク質キナーゼとして、CK2は細胞の生存にとって重要です。CK2は植物の細胞周期プロセスにも関与していますが、細胞運命の決定における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。アラビドプシスの光シグナル経路の重要なメンバーであるHY5は、主に光の形態形成を促進する役割を果たし、CK2によって調節され、特定の量のHY5が過リン酸化状態で存在し、暗闇の中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ます。この活動により、HY5は昼夜の移行後に迅速に機能します。CK2が生理的時計の調節に関与しているという証拠が増えています。サーカディアンリズムは、生物の内因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ます。

腫瘍形成における役割

CK2によって変化する可能性のある基質アレイでは、多くの基質が乳がん、肺がん、大腸がん、前立腺がんでの発生率の増加が見つかっています。癌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があり、これらの基質の多くの活性化にはCK2が必要であることを示唆しているかもしれません。CK2の抗アポトーシス機能は、癌細胞が細胞死を逃れ、増殖を続けることを可能にします。通常の状況下で停止すべき細胞周期調節におけるCK2の役割は、細胞周期の進行を許可するCK2の役割を示唆している可能性もあります。これにより、CK2は癌薬の可能な治療ターゲットとして促進されます。他の効果的な抗癌療法と併用すると、CK2阻害剤は薬剤誘発アポトーシスが正常な速度で発生することを許可することによって、他の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. Protein kinase CK2--a key suppressor of apoptosis. Advances in Enzyme Regulation. 2008, 48: 179–87.