NDPK

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紹介

ヌクレオシド二リン酸キナーゼ（NDPK）遺伝子は進化の中で高度に保存されており、複雑で多様な生物学的機能を持っています。アデノシン三リン酸（NTP）とヌクレオシド二リン酸（NDP）間の高エネルギーリン酸基の移動を触媒することに加えて、NDPKはNDPKおよびタンパク質ホスホトランスフェラーゼ活性も持ち、転写調節やシグナル伝達に関与しています。カイコのヌクレオシド二リン酸キナーゼのcDNA配列は、カイコの蛹cDNAライブラリから得られました。cDNA配列は575 bpの長さで、465 bpのオープンリーディングフレーム配列を含み、154アミノ酸残基を持つヌクレオシド二リン酸キナーゼをコードしています。組換えプラスミドは、クローン化されたカイコのヌクレオシド二リン酸キナーゼ遺伝子をpET-28aに挿入することによって構築され、Escherichia coliへの変換後に発現が誘導され、ニッケルイオン親和性クロマトグラフィーカラムによって精製され、組換えカイコヌクレオシド二リン酸キナーゼが得られました。

機能

ヌクレオシド二リン酸キナーゼ（NDPK）は、NME（NM23とも知られる）遺伝子によってコードされるヌクレオチド代謝酵素です。NDPKは、ヌクレオシド三リン酸（NTP）からヌクレオシド二リン酸（NDP）、特にGDPへのリン酸の移動を触媒する普遍的な酵素であり、リン酸-ヒスチジン中間体の形成を伴うピンポンメカニズムを介しています。この反応において、リン酸の主な供与体はATPであり、細胞内濃度が他のヌクレオシド三リン酸よりもはるかに高いため、主にミトコンドリアの酸化的リン酸化によって供給されます。哺乳類では、10の遺伝子がNME/NDPKファミリーに属することが確認されています。これらは、1つまたは2つのNDPK構造ドメインまたは他の機能がほとんど不明な構造ドメインに最終的に関連する切断されたNDPK構造ドメインを持つタンパク質をコードしています。

転移におけるNDPK

転移は、癌患者の死亡原因の主要な要因です。転移の最初のステップは、基底膜が破壊され、腫瘍細胞が間葉性繊維タイプIコラーゲンを通じて浸潤的に移動することによって、上皮内癌から浸潤性癌への変換です。腫瘍細胞はその後、循環系に入り、二次臓器にコロニーを形成し、転移を形成します。タイプ1マトリックスメタロプロテイナーゼ（MT1-MMP）がこのプロセスに関与していますが、上皮内から浸潤性癌への変換のメカニズムは依然としてほとんど不明です。NME1が最初の転移抑制遺伝子として特定されたことは、この新しいクラスの転移拡散調節因子の分野を開きました。腫瘍抑制遺伝子とは異なり、転移抑制因子は、原発腫瘍の成長を全体的に抑制することなく、in vivo転移を抑制します。

タンパク質ヒスチジンキナーゼとしてのNDPK

NDPキナーゼとしての認識された役割に加えて、NME/NDPKタンパク質が哺乳類においてプロテオヒスチジンキナーゼとして機能するという新しい証拠があります。NME2/NDPK-Bについては、少なくとも2つの基質が特定され、より詳細に研究されました：ヘテロ三量体Gタンパク質のβサブユニットとカリウムチャネルKCa3.1です。最初のケースでは、NME2はβ/γと複合体を形成し、リン酸の中継がNME2のHis118からG βサブユニットのHis266に移行するヘテロ三量体Gタンパク質の二量体を形成します。これにより、GDPからGTPが生成され、Gタンパク質の受容体の非依存的な活性化が引き起こされます。2番目のよく文書化された例は、K⁺チャネルKCa3.1のNME2媒介活性化であり、これによりCD⁴⁺細胞によるサイトカインの産生が誘導されます。

結論

過去30年間、NDPKファミリーの広範な分析が、細胞病理生理学およびその基礎となる分子メカニズムにおける多面的な役割を明らかにし始めています。単純なキナーゼ活性から始まり、この分野は現在、特定の特性を持ち、しばしば代替的な追加活性を持つ10の異なるアイソフォームの複雑さに直面しています。これらの異なるアイソフォームの役割は、間違いなく特定のターゲットと細胞内の位置を必要とします。ほとんどの研究は、最も豊富に発現している2つのアイソフォーム、NME1およびNME2の特定の役割に焦点を当てており、特にNME1の抗転移機能に重点を置いています。