ADPリボース化

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ADPリボースの構造

ADPリボース化(ADP-ribosylation)はタンパク質翻訳後修飾の一つで、1つまたはそれ以上のアデノシン二リン酸(ADP)リボースを付加する反応である[1][2]。この反応は細胞間の情報伝達やDNA修復アポトーシスなど多くの細胞機能に関わっている[3][4]

酵素[編集]

百日咳毒素によるシステイン残基のADPリボース化の化学反応式。
コレラ毒素ではアルギニン残基がADPリボース化を受ける。

ADPリボース化反応はADPリボシルトランスフェラーゼという酵素によって触媒され、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD+)からアルギニングルタミン酸アスパラギン酸などの残基にADPリボースを転移させる。ヒトではNADからアルギニンにADPリボースを移す1種類の酵素のみが見つかっていて、ヒストンなどのタンパク質を修飾している[5]。この反応は可逆で、例えばADPリボシルアルギニンのADPリボースは、ADPリボシルアルギニンヒドロラーゼによって除去することができる[6]

ADPリボースはまた、ポリADPリボース化作用と呼ばれる反応によって、長い側鎖を持ったタンパク質に転移することもできる[7]。この修飾反応は、原核生物酵母を除くほとんど全ての真核生物に見られるポリADPリボースポリメラーゼによって触媒される[7][8]。ポリADPリボース化は、DNA修復やテロメアの維持において重要な役割を果たしている[8]

細菌毒[編集]

ADPリボース化はコレラ百日咳などの細菌の毒性の発現にとっても重要である。これらの毒性タンパク質はADPリボシルトランスフェラーゼで、ヒト細胞中の標的タンパク質を修飾する。例えばコレラ毒素はヒトのGタンパク質のαサブユニット(Gsα)のアルギニン残基をADPリボース化して小腸から大量の液体を分泌させ、致死的な下痢を引き起こす[9]。この他、百日咳毒素も同じく異なる種類のGタンパク質のαサブユニット(Giα)のシステイン残基をADPリボース化して毒性を発揮する[10]

出典[編集]

  1. ^ Belenky P, Bogan KL, Brenner C (2007). “NAD+ metabolism in health and disease”. Trends Biochem. Sci. 32 (1): 12-9. PMID 17161604. http://www.dartmouth.edu/~brenner/belenky07a.pdf. 
  2. ^ Ziegler M (2000). “New functions of a long-known molecule. Emerging roles of NAD in cellular signaling”. Eur. J. Biochem. 267 (6): 1550-64. PMID 10712584. 
  3. ^ Berger F, Ramírez-Hernández MH, Ziegler M (2004). “The new life of a centenarian: signalling functions of NAD(P)”. Trends Biochem. Sci. 29 (3): 111-8. PMID 15003268. 
  4. ^ Corda D, Di Girolamo M (2003). “Functional aspects of protein mono-ADP-ribosylation”. EMBO J. 22 (9): 1953–8. PMID 12727863. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=12727863. 
  5. ^ Okazaki IJ, Moss J (1999). “Characterization of glycosylphosphatidylinositiol-anchored, secreted, and intracellular vertebrate mono-ADP-ribosyltransferases”. Annual Review of Nutrition 19: 485-509. PMID 10448534. 
  6. ^ Takada T, Okazaki IJ, Moss J (1994). “ADP-ribosylarginine hydrolases”. Mol. Cell. Biochem. 138 (1-2): 119-22. PMID 7898453. 
  7. ^ a b Diefenbach J, Bürkle A (2005). “Introduction to poly(ADP-ribose) metabolism”. Cell. Mol. Life Sci. 62 (7-8): 721-30. PMID 15868397. 
  8. ^ a b Burkle A (2005). “Poly(ADP-ribose). The most elaborate metabolite of NAD+”. FEBS J. 272 (18): 4576-89. PMID 16156780. 
  9. ^ De Haan L, Hirst TR (2004). “Cholera toxin: a paradigm for multi-functional engagement of cellular mechanisms (Review)”. Mol. Membr. Biol. 21 (2): 77-92. PMID 15204437. 
  10. ^ Supachoke Mangmool and Hitoshi Kurose (2011). “Gi/o Protein-Dependent and -Independent Actions of Pertussis Toxin (PTX)”. Toxins 3 (7): 884-899. doi:10.3390/toxins3070884. PMID 22069745.