チロシンホスファターゼとは? わかりやすく解説

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チロシン‐ホスファターゼ【tyrosine phosphatase】

読み方:ちろしんほすふぁたーぜ

たんぱく質構成するアミノ酸一つであるチロシンに付加されリン酸脱離させる機能を持つ酵素。プロテインホスフォターゼの一種。→チロシンキナーゼ


プロテインチロシンホスファターゼ

(チロシンホスファターゼ から転送)

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2023/11/01 14:46 UTC 版)

Protein-tyrosine-phosphatase
ヒトPTP4A1英語版三量体
識別子
EC番号 3.1.3.48
CAS登録番号 79747-53-8
データベース
IntEnz IntEnz view
BRENDA BRENDA entry
ExPASy NiceZyme view
KEGG KEGG entry
MetaCyc metabolic pathway
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PDB構造 RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum
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プロテインチロシンホスファターゼ: protein tyrosine phosphataseEC 3.1.3.48、系統名: protein-tyrosine-phosphate phosphohydrolase、略称: PTP)または単にチロシンホスファターゼは、タンパク質中のリン酸化されたチロシン残基からリン酸基を除去する酵素のグループである。すなわち、次の反応を触媒する。

[タンパク質]-チロシンリン酸 + H2O = [タンパク質]-チロシン + リン酸

チロシンのリン酸化は一般的な翻訳後修飾であり、タンパク質間相互作用や細胞内局在のための新たな認識モチーフを作り出したり、タンパク質の安定性に影響を及ぼしたり、酵素活性を調節したりする。タンパク質のチロシンリン酸化を適切なレベルに維持することは、多くの細胞機能に必要不可欠である。チロシン特異的プロテインホスファターゼは、チロシン残基に付加されたリン酸基に対し、システイン-リン酸中間体を介して除去を触媒する。これらの酵素はシグナル伝達経路(MAPキナーゼ経路など)や細胞周期の制御における主要な調節因子であり、成長、増殖、分化形質転換シナプス可塑性英語版の制御に重要である[1][2][3][4]

機能

PTPはチロシンキナーゼ英語版とともに、MAPキナーゼなど多くの重要なシグナル伝達分子のリン酸化状態を調節している。PTPがシグナル伝達カスケードの重要な構成要素であるという見方は強まっているが、チロシンキナーゼと比較して研究や理解は進んでいない。

PTPは次のような細胞過程の調節に関与していることが示唆されているが、これらに限定されるわけではない。

  • 細胞成長
  • 細胞分裂
  • 有糸分裂サイクル
  • 発がん性形質転換
  • 受容体介在型エンドサイトーシス英語版[5]

分類

機構による分類

PTPは4つのファミリーに分類される[6][7]

クラスI

クラスIはPTPの最大のグループであり、ヒトのタンパク質では99種類のメンバーが属する。さらに次のように分類される。

  • 古典的(classical)PTP 38種類
    • 受容体型PTP英語版 21種類
    • 非受容体型PTP 17種類
  • VH-1様ホスファターゼもしくは二重特異性ホスファターゼ(DSP) 61種類
    • MAPKホスファターゼ(MPK) 11種類
    • Slingshot型 3種類
    • PRL型 3種類
    • CDC14英語版型 4種類
    • 非典型的(atypical)DSP 19種類
    • PTEN型 5種類
    • ミオチュブラリン英語版 16種類

二重特異性ホスファターゼ(DSP)は、さまざまなリン酸化タンパク質のセリン/スレオニンに結合したリン酸基ととチロシンに結合したリン酸基の双方を除去することができる。DSPは分裂促進性シグナル伝達の調節や細胞周期の制御を行っている。

このクラスに属するPTPN11は、LEOPARD症候群英語版ヌーナン症候群メタコンドロマトーシス英語版と関係している。

PTPN5英語版の活性化レベルの上昇はシナプスの安定性に負の影響を及ぼし、アルツハイマー病[3]脆弱X症候群[4]統合失調症[8]パーキンソン病[9]に関与している。一方PTPN5の低下は、ハンチントン病[10][11]脳虚血[12]アルコール依存症[13][14]、ストレス関連疾患[15][16]への関与が示唆されている。こうした知見は、PTPN5が適切なレベルにあるときのみシナプスが正しく機能することを示している。

クラスII

低分子量ホスファターゼ(LMW-PTP)または酸性ホスファターゼは、チロシンリン酸化タンパク質、低分子量アリールリン酸、天然・合成アシルリン酸に対して作用する[17][18]

ヒトではクラスIIに属するPTPは、ACP1英語版のみである。

クラスIII

クラスIIIのPTPには、Cdc25ファミリーのCDC25A英語版CDC25B英語版CDC25C英語版の3種の二重特異性ホスファターゼが含まれる。

クラスIV

クラスIVはHADスーパーファミリー英語版のメンバーであり、リン酸化チロシンやリン酸化セリン/スレオニン特異的ホスファターゼのほか、低分子量ホスファターゼやその他の酵素も含まれる[19]。EYAサブファミリーの作用はリン酸化チロシン特異的であると考えられており、ヒトではEYA1英語版EYA2英語版、EYA3、EYA4英語版の4つのメンバーが存在する。このクラスは他の3つのクラスとは触媒機構が異なる[20]

局在による分類

細胞内の局在によって次のように分類されることもある。

  • 受容体型: PTPドメインを持つ膜貫通受容体が含まれる[21]。構造面では、受容体型PTPは全て、さまざまな長さの細胞外ドメイン、続いて膜貫通領域、細胞内のC末端触媒ドメインという構成をしている。受容体型PTPの細胞外ドメインには、フィブロネクチンIII型リピート免疫グロブリン様ドメイン、MAMドメイン、カルボニックアンヒドラーゼ様ドメインなどが存在する。一般的に、細胞質領域には2コピーのPTPドメインが存在し、1つ目のPTPドメインは酵素活性を有するのに対し、2つ目のドメインは不活性であるようである。
  • 非受容体型: 細胞内に位置するPTP[22]

共通するエレメント

EYAファミリーを除く全てのPTPは、C(X)5Rからなる高度に保存された活性部位モチーフ(PTP signature motif)が存在し、共通の触媒機構を持つ。そして中心部の平行βシートと隣接するαヘリックスからなる類似したコア構造を持ち、そこにはPTP signature motifを取り囲むβ-ループ-α-ループ構造が含まれている[23]。PTP間の機能的多様性は、調節ドメインや調節サブユニットによって付与されている。

Low-molecular-weight phosphotyrosine protein phosphatase
低分子量プロテインチロシンホスファターゼの構造[24]
識別子
略号 LMWPc
Pfam PF01451
InterPro IPR017867
SMART SM00226
SCOP 1phr
SUPERFAMILY 1phr
CDD cd00115
利用可能な蛋白質構造:
Pfam structures
PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum structure summary
PDB 1bvh​, 1c0e​, 1d1p​, 1d1q​, 1d2a​, 1dg9​, 1jf8​, 1jfv​, 1jl3​, 1ljl
テンプレートを表示
Protein-tyrosine phosphatase
エルシニア菌プロテインチロシンホスファターゼの構造[25]
識別子
略号 Y_phosphatase
Pfam PF00102
Pfam clan CL0031
InterPro IPR000242
SMART SM00194
PROSITE PS50055
SCOP 1ypt
SUPERFAMILY 1ypt
CDD cd00047
利用可能な蛋白質構造:
Pfam structures
PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum structure summary
PDB 1a5y​, 1aax​, 1bzc​, 1bzh​, 1bzj​, 1c83​, 1c84​, 1c85​, 1c86​, 1c87
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Dual-specificity phosphatase, catalytic domain
二重特異性プロテインホスファターゼVHRの構造[26]
識別子
略号 DSPc
Pfam PF00782
Pfam clan CL0031
InterPro IPR000340
PROSITE PDOC00323
SCOP 1vhr
SUPERFAMILY 1vhr
CDD cd14498
利用可能な蛋白質構造:
Pfam structures
PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum structure summary
PDB 1d5r​, 1i9s​, 1i9t​, 1j4x​, 1m3g​, 1mkp​, 1ohc​, 1ohd​, 1ohe​, 2c46
テンプレートを表示
Protein-tyrosine phosphatase, SIW14-like
シロイヌナズナ由来の推定プロテインホスファターゼ[27]
識別子
略号 Y_phosphatase2
Pfam PF03162
Pfam clan CL0031
InterPro IPR004861
CDD cd14528
利用可能な蛋白質構造:
Pfam structures
PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum structure summary
PDB 1xri​, 2q47
テンプレートを表示
Protein-tyrosine phosphatase-like, PTPLA
識別子
略号 PTPLA
Pfam PF04387
InterPro IPR007482
利用可能な蛋白質構造:
Pfam structures
PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum structure summary
テンプレートを表示

発現パターン

PTPには全ての細胞種で発現しているものも、厳密に組織特異的に発現しているものもある。大部分の細胞では全てのPTPのうちの30%から60%が発現しているが、他の細胞種と比較して造血系細胞や神経細胞では発現しているPTPの種類が多い。造血系由来のT細胞B細胞では、60種類から70種類のPTPが発現している。LYP英語版SHP1英語版CD45HePTP英語版など、いくつかのPTPの発現は造血系細胞に限定されている[28]。また、PTPN5英語版の発現はに限定されている。PTPN5の発現レベルは脳領域によって異なるが、小脳では発現していない[29][30][31]

出典

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外部リンク


チロシンホスファターゼ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/10/09 14:26 UTC 版)

受容体型チロシンキナーゼ」の記事における「チロシンホスファターゼ」の解説

プロテインチロシンホスファターゼPTP)は、リン酸化チロシン特異的なホスホヒドロラーゼ活性を持つ酵素グループである。PTPRTK活性正にも負にも調節することができる。PTPRTK活性化されリン酸化チロシン残基脱リン酸化し、シグナル事実上終結させる。PTP1Bは細胞周期サイトカイン受容体シグナル伝達調節関与することが広く知られているPTPであるが、EGF受容体インスリン受容体脱リン酸化を行うことが示されている。一方一部PTP細胞シグナル増幅に正の役割を果たす細胞表面受容体である。細胞表面糖タンパク質であるCD45は、Src経路阻害する特定のリン酸化チロシン残基対し抗原刺激による脱リン酸化重要な役割を果たす

※この「チロシンホスファターゼ」の解説は、「受容体型チロシンキナーゼ」の解説の一部です。
「チロシンホスファターゼ」を含む「受容体型チロシンキナーゼ」の記事については、「受容体型チロシンキナーゼ」の概要を参照ください。

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