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「JAK-STATシグナル伝達経路」の版間の差分

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'''JAK-STATシグナル伝達経路''' (ジャック-スタット・シグナルでんたつけいろ)は[[細胞]]外からの化学シグナルを、[[細胞核]]に伝え、[[DNA]]の [[転写 (生物学)|転写]]と発現を起こす情報伝達系。 [[免疫 (医学)|免疫]]、増殖, [[細胞分化|分化]]、[[アポトーシス]] 、発癌などに関与する。 JAK-STATシグナルカスケードは主に３つの構成要素からなる: 細胞表面の[[受容体]]、 [[ヤーヌスキナーゼ|Janus kinase]] (JAK）、２つの信号トランスデューサおよび転写活性化([[シグナル伝達兼転写活性化因子|STAT]])タンパク質である。<ref name="aaronson">{{Cite journal|date=May 2002|title=A road map for those who don't know JAK-STAT|url=http://www.sciencemag.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=12040185|journal=Science|volume=296|issue=5573|pages=1653–5|DOI=10.1126/science.1071545|PMID=12040185}}</ref> JAK-STAT機能が損なわれたり、制御できないと、[[自己免疫疾患]], [[免疫不全症候群]]や[[悪性腫瘍]]などを引き起こされることがある。
'''JAK-STATシグナル伝達経路''' (ジャック-スタット・シグナルでんたつけいろ)は[[細胞]]外からの化学シグナルを、[[細胞核]]に伝え、[[DNA]]の [[転写 (生物学)|転写]]と発現を起こす情報伝達系。 [[免疫 (医学)|免疫]]、増殖, [[細胞分化|分化]]、[[アポトーシス]] 、発癌などに関与する。 JAK-STATシグナルカスケードは主に３つの構成要素からなる: 細胞表面の[[受容体]]、 [[ヤーヌスキナーゼ|Janus kinase]] (JAK）、２つの信号トランスデューサおよび転写活性化([[シグナル伝達兼転写活性化因子|STAT]])タンパク質である。<ref name="aaronson">{{Cite journal|date=May 2002|title=A road map for those who don't know JAK-STAT|url=http://www.sciencemag.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=12040185|journal=Science|volume=296|issue=5573|pages=1653–5|doi=10.1126/science.1071545|pmid=12040185}}</ref> JAK-STAT機能が損なわれたり、制御できないと、[[自己免疫疾患]], [[免疫不全症候群]]や[[悪性腫瘍]]などを引き起こされることがある。


== 機構 ==
== 機構 ==
[[ファイル:Jakstat_pathway.svg|右|サムネイル|400x400ピクセル|JAK-STAT経路の鍵となる段階]]
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様々なリガンド([[配位子]])、一般に[[サイトカイン]]([[インターフェロン]]、 [[インターロイキン]]、 [[成長因子]] など)が細胞表面にある受容体に結合し、JAKを活性化させ、その[[リン酸化]]酵素([[キナーゼ]])活性を発現する。<ref>{{Cite journal|last=Brooks|first=Andrew|date=2014|title=Mechanism of activation of protein kinase JAK2 by the growth hormone receptor|journal=Science|volume=344|issue=6185|pages=1249783|DOI=10.1126/science.1249783|PMID=24833397}}</ref> 活性化JAKsは、受容体の[[チロシン]]残基をリン酸化させ、受容体の [[SH2ドメイン]]を持つ蛋白結合部位を作る。 SH2ドメインを持つSTATは、JAKによってリン酸化されたチロシン部位へ結合する。 これらの活性型STATは、 ヘテロ または ホモダイマー(homodimers) として、細胞核の中へ移動し、標的[[遺伝子]]の転写を引き起こす<ref name="review1">{{Cite journal|year=2005|title=JAK/STAT-dependent gene regulation by cytokines|journal=Drug News Perspect|volume=18|issue=4|pages=243–249|DOI=10.1358/dnp.2005.18.4.908658|PMID=16034480}}</ref> STATはチロシンリン酸化を直接 受容体のチロシンキナーゼ([[上皮成長因子受容体|上皮細胞成長因子受容体]]など)からも受けるし、非受容体の細胞質内のチロシンキナーゼ([[Src (遺伝子)|c-src]]など)からも受ける。
様々なリガンド([[配位子]])、一般に[[サイトカイン]]([[インターフェロン]]、 [[インターロイキン]]、 [[成長因子]] など)が細胞表面にある受容体に結合し、JAKを活性化させ、その[[リン酸化]]酵素([[キナーゼ]])活性を発現する。<ref>{{Cite journal|last=Brooks|first=Andrew|date=2014|title=Mechanism of activation of protein kinase JAK2 by the growth hormone receptor|journal=Science|volume=344|issue=6185|pages=1249783|doi=10.1126/science.1249783|pmid=24833397}}</ref> 活性化JAKsは、受容体の[[チロシン]]残基をリン酸化させ、受容体の [[SH2ドメイン]]を持つ蛋白結合部位を作る。 SH2ドメインを持つSTATは、JAKによってリン酸化されたチロシン部位へ結合する。 これらの活性型STATは、 ヘテロ または ホモダイマー(homodimers) として、細胞核の中へ移動し、標的[[遺伝子]]の転写を引き起こす<ref name="review1">{{Cite journal|year=2005|title=JAK/STAT-dependent gene regulation by cytokines|journal=Drug News Perspect|volume=18|issue=4|pages=243–249|doi=10.1358/dnp.2005.18.4.908658|pmid=16034480}}</ref> STATはチロシンリン酸化を直接 受容体のチロシンキナーゼ([[上皮成長因子受容体|上皮細胞成長因子受容体]]など)からも受けるし、非受容体の細胞質内のチロシンキナーゼ([[Src (遺伝子)|c-src]]など)からも受ける。


この経路は負の制御を多段階で受けている タンパク質[[チロシン]][[脱リン酸化酵素]]によりサイトカイン受容体や活性化されたSTATは、脱リン酸化される。 最近ではサイトカインシグナル抑制物質(SOCS) が同定され、JAKと結合し、JAKのSTATの結合およびリン酸化を抑制したり、サイトカイン受容体のリン酸化チロシンに競争阻害することが知られている。<ref name="Krebs2001">{{Cite journal|year=2001|title=SOCS proteins: negative regulators of cytokine signaling|journal=Stem Cells|volume=19|issue=5|pages=378–87|DOI=10.1634/stemcells.19-5-378|PMID=11553846}}</ref> STATは活性化STAT阻害蛋白 (PIAS)により、核内でいくつかのメカニズムにより負の制御を受ける。<ref>{{Cite journal|last=Shuai K|author=Shuai K|year=2006|title=Regulation of cytokine signaling pathways by PIAS proteins|journal=Cell Research|volume=16|issue=2|pages=196–202|DOI=10.1038/sj.cr.7310027|PMID=16474434}}</ref> 例えば、PIAS1、PIAS3は、DNAに結合し阻害することで、STAT1、STAT3による転写活性化を抑制する。
この経路は負の制御を多段階で受けている タンパク質[[チロシン]][[脱リン酸化酵素]]によりサイトカイン受容体や活性化されたSTATは、脱リン酸化される。 最近ではサイトカインシグナル抑制物質(SOCS) が同定され、JAKと結合し、JAKのSTATの結合およびリン酸化を抑制したり、サイトカイン受容体のリン酸化チロシンに競争阻害することが知られている。<ref name="Krebs2001">{{Cite journal|year=2001|title=SOCS proteins: negative regulators of cytokine signaling|journal=Stem Cells|volume=19|issue=5|pages=378–87|doi=10.1634/stemcells.19-5-378|pmid=11553846}}</ref> STATは活性化STAT阻害蛋白 (PIAS)により、核内でいくつかのメカニズムにより負の制御を受ける。<ref>{{Cite journal|last=Shuai K|author=Shuai K|year=2006|title=Regulation of cytokine signaling pathways by PIAS proteins|journal=Cell Research|volume=16|issue=2|pages=196–202|doi=10.1038/sj.cr.7310027|pmid=16474434}}</ref> 例えば、PIAS1、PIAS3は、DNAに結合し阻害することで、STAT1、STAT3による転写活性化を抑制する。


== 関連事項 ==
== 関連事項 ==
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== 参考資料 ==
== 参考資料 ==
* {{Cite journal|date=February 2004|title=Interferon-gamma: an overview of signals, mechanisms and functions|url=http://www.jleukbio.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=14525967|journal=J. Leukoc. Biol.|volume=75|issue=2|pages=163–89|DOI=10.1189/jlb.0603252|PMID=14525967}}
* {{Cite journal|date=February 2004|title=Interferon-gamma: an overview of signals, mechanisms and functions|url=http://www.jleukbio.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=14525967|journal=J. Leukoc. Biol.|volume=75|issue=2|pages=163–89|doi=10.1189/jlb.0603252|pmid=14525967}}
* {{Cite journal|date=April 2002|title=Cytokine signaling in 2002: new surprises in the Jak/Stat pathway|url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092867402007018|journal=Cell|volume=109|issue=Suppl|pages=S121–31|DOI=10.1016/S0092-8674(02)00701-8|PMID=11983158}}
* {{Cite journal|date=April 2002|title=Cytokine signaling in 2002: new surprises in the Jak/Stat pathway|url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092867402007018|journal=Cell|volume=109|issue=Suppl|pages=S121–31|doi=10.1016/S0092-8674(02)00701-8|pmid=11983158}}


== 外部リンク ==
== 外部リンク ==

2020年1月25日 (土) 16:36時点における版

JAK-STATシグナル伝達経路 (ジャック-スタット・シグナルでんたつけいろ)は細胞外からの化学シグナルを、細胞核に伝え、DNAの 転写と発現を起こす情報伝達系。 免疫、増殖, 分化、アポトーシス 、発癌などに関与する。 JAK-STATシグナルカスケードは主に３つの構成要素からなる: 細胞表面の受容体、 Janus kinase (JAK）、２つの信号トランスデューサおよび転写活性化(STAT)タンパク質である。[1] JAK-STAT機能が損なわれたり、制御できないと、自己免疫疾患, 免疫不全症候群や悪性腫瘍などを引き起こされることがある。

機構

JAK-STAT経路の鍵となる段階

様々なリガンド(配位子)、一般にサイトカイン(インターフェロン、 インターロイキン、 成長因子 など)が細胞表面にある受容体に結合し、JAKを活性化させ、そのリン酸化酵素(キナーゼ)活性を発現する。[2] 活性化JAKsは、受容体のチロシン残基をリン酸化させ、受容体の SH2ドメインを持つ蛋白結合部位を作る。 SH2ドメインを持つSTATは、JAKによってリン酸化されたチロシン部位へ結合する。 これらの活性型STATは、 ヘテロ または ホモダイマー(homodimers) として、細胞核の中へ移動し、標的遺伝子の転写を引き起こす[3] STATはチロシンリン酸化を直接 受容体のチロシンキナーゼ(上皮細胞成長因子受容体など)からも受けるし、非受容体の細胞質内のチロシンキナーゼ(c-srcなど)からも受ける。

この経路は負の制御を多段階で受けている タンパク質チロシン脱リン酸化酵素によりサイトカイン受容体や活性化されたSTATは、脱リン酸化される。 最近ではサイトカインシグナル抑制物質(SOCS) が同定され、JAKと結合し、JAKのSTATの結合およびリン酸化を抑制したり、サイトカイン受容体のリン酸化チロシンに競争阻害することが知られている。[4] STATは活性化STAT阻害蛋白 (PIAS)により、核内でいくつかのメカニズムにより負の制御を受ける。[5] 例えば、PIAS1、PIAS3は、DNAに結合し阻害することで、STAT1、STAT3による転写活性化を抑制する。

関連事項

脚注

  1. ^ “A road map for those who don't know JAK-STAT”. Science 296 (5573): 1653–5. (May 2002). doi:10.1126/science.1071545. PMID 12040185. http://www.sciencemag.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=12040185. 
  2. ^ Brooks, Andrew (2014). “Mechanism of activation of protein kinase JAK2 by the growth hormone receptor”. Science 344 (6185): 1249783. doi:10.1126/science.1249783. PMID 24833397. 
  3. ^ “JAK/STAT-dependent gene regulation by cytokines”. Drug News Perspect 18 (4): 243–249. (2005). doi:10.1358/dnp.2005.18.4.908658. PMID 16034480. 
  4. ^ “SOCS proteins: negative regulators of cytokine signaling”. Stem Cells 19 (5): 378–87. (2001). doi:10.1634/stemcells.19-5-378. PMID 11553846. 
  5. ^ Shuai K (2006). “Regulation of cytokine signaling pathways by PIAS proteins”. Cell Research 16 (2): 196–202. doi:10.1038/sj.cr.7310027. PMID 16474434. 

参考資料

外部リンク

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