プレニル化
プレニル化(イソプレニル化とも呼ばれる)とは、タンパク質や化学化合物に疎水性分子を付加することである。通常、プレニル基は、GPIアンカーのような脂質アンカーと同様に、細胞膜への付着を促進すると考えられているが、これを示す直接的な証拠は観察されていない。プレニル基は、特殊なプレニル結合ドメインを介したタンパク質-タンパク質結合に重要であることが示されている。
プレニル基とは
プレニル基は、イソプレンと呼ばれる炭素数5のビルディングブロックから作られる。プレニル基にはイソプレンの数により名前が以下のように付けられている。
- イソプレン数1 C5 ジメチルアリル基
- イソプレン数2 C10 ゲラニル基
- イソプレン数3 C15 ファルネシル基
- イソプレン数4 C20 ゲラニルゲラニル基
- イソプレン数5 C25 ゲラニルファルネシル基
- イソプレン数6 C30 ヘキサプレニル基
タンパク質のプレニル化には、炭素数15のファルネシル基と炭素数20のゲラニルゲラニル基の2種類のイソプレノイド基が、チオエーテル結合を介してC末端付近のシステイン残基に結合している。
ほとんどのプレニル化タンパク質は、C末端に「CAAX」(C=Cysシステイン, A=aliphatic amino acid脂肪族アミノ酸, X=any amino acid)というボックス配列を持つ。
C末端のアミノ酸の同一性によって、そのタンパク質がファルネシルトランスフェラーゼ(FTase)(X=metメチオニン,serセリン)とゲラニルゲラニルトランスフェラーゼI(GGTase I)(X=leuロイシン)のどちらに認識されるかが決まる。
プレニル化の目的
プレニル化は、膜へのターゲティングや結合のための最初の重要なステップとして、また、多くのタンパク質のタンパク質間相互作用を媒介する役割を果たしている。
プレニル化後の修飾
プレニル化の後、さらに2つの修飾が行われる。
C末端の3つのアミノ酸はエンドプロテアーゼhRce1によって切断され、プレニル化されたC末端のシステインはカルボキシメチル化酵素pcCMT/Icmtによってカルボキシメチル化される。第3のプレニルトランスフェラーゼであるRab GGTaseまたはGGTase IIは、-CC、CXC、CCXまたはCCXX配列で終端しているRabタンパク質にゲラニルゲラニルを結合させる。GGTaseによってプレニル化されるためには、Rabタンパク質はRabエスコートタンパク質(REP)と結合していなければならない。REPの遺伝子変異は、ヒトでは網膜の変性と失明を特徴とする疾患であるコロイデレミア(choroideremia)を引き起こす。
この記事の著者:仲田洋美医師
医籍登録番号 第371210号
日本内科学会 総合内科専門医 第7900号
日本臨床腫瘍学会 がん薬物療法専門医 第1000001号
臨床遺伝専門医制度委員会認定 臨床遺伝専門医 第755号