NEDD4L
NEDD4L(Neural precursor cell expressed developmentally downregulated gene 4-like)またはNEDD4-2は、NEDD4ファミリーに属する酵素(ユビキチンリガーゼ)である。ヒトではNEDD4L遺伝子にコードされる[5][6][7][8]。マウスでは、NEDD4-2、Nedd4-2遺伝子として一般的に知られている。
NEDD4-2は、腎臓の集合管において上皮性ナトリウムチャネル(ENaC)をユビキチン化してダウンレギュレーションし、アルドステロンの作用に拮抗して塩類の排出を増加させることが示されている。リドル症候群ではNEDD4LはENaCに結合することができず、塩類の貯留と高血圧が引き起こされる[9]。
NEDD4Lは、E3HECTドメインユビキチンリガーゼのNEDDファミリーに属する[10][11][12][13]。NEDD4Lは、このファミリーのプロトタイプであるNEDD4に最も近縁なホモログであり、おそらく遺伝子重複の結果生じたものである[12]。NEDD4のオルソログはすべての真核生物に存在する一方、NEDD4Lタンパク質は脊椎動物に限られている。NEDD4Lタンパク質は、多くの膜タンパク質のユビキチン化とエンドサイトーシスを介した調節に関与していることが知られている[10]。
NEDD4Lタンパク質は広く発現している。NEDD4-2の主要な標的にはENaC、Na+/Cl-共輸送体(NCC)、電位依存性ナトリウムチャネル(Nav)が含まれるが、他の標的はin vitroでの研究から予測されたものである。マウスのNedd4-2遺伝子は生存に必須であり、ヒトではNEDD4Lの多型は高血圧と関係している[11][13]。
タンパク質構造
[編集]NEDD4Lタンパク質は、N末端のC2ドメイン(Ca2+-リン脂質結合ドメイン)、4つのWWドメイン(タンパク質-タンパク質相互作用ドメイン)、C末端のHECTドメイン(ユビキチンリガーゼドメイン)から構成される。WWドメインが基質、調節タンパク質、アダプタータンパク質との結合を担う。これらのドメインは一般的に標的タンパク質のPPxY(またはそれに類似した)モチーフを認識する[10][11][12][13]。
発現
[編集]ヒトのNEDD4L遺伝子は染色体上18q12.31に位置し、38個のエクソンからなり、複数のスプライスバリアントが転写される[14][15]。脳、肺、腎臓で発現するタンパク質はC2ドメインを含んでいる。NEDD4Lには3つの主要なアイソフォームが存在する。アイソフォームIはエクソン1の開始コドンから始まる新奇C2ドメインを含む。アイソフォームIIは保存された完全なC2ドメインを含み、アイソフォーム1の開始コドンよりも上流の代替的開始コドンから始まる。アイソフォームIIIはエクソン2a-3のスプライシングのためC2ドメインを含まない。アイソフォームIは腎臓と副腎で多く発現している一方、アイソフォームIIは肺で支配的ある[15][16]。NEDD4-2特異的抗体はほとんどの組織で110-115 kDaの2種類を認識するが、そのうちの1つは組織によって大きさが異なる[15][17]。
機能
[編集]NEDD4LはE3ユビキチンリガーゼであり、ユビキチン結合酵素からチオエステルの形でユビキチンを受け取り、その後特異的基質へと転移する[11][12][13]。
In vivoでは、NEDD4-2は肺と腎臓でENaCを、腎臓でNCCといくつかのNavを調節する[16][18][19][20]。また、EGFR、TGFβ受容体、そしてWntシグナル経路を調節することが示されている[21][22]。NEDD4Lは、ウイルスタンパク質のユビキチン化を介してウイルスの出芽や潜伏過程へ関与することが示唆されている[11][13][23]。In vitroのデータではNEDD4-2はいくつかのイオンチャネルや輸送体など他の多くのタンパク質に調節に関与することが示唆されているが、これらの結果のほとんどはin vivoでの検証は行われていない[12][13]。
調節
[編集]NDFIP1、NDFIP2タンパク質はNEDD4-2に結合し、その活性および/または基質との相互作用を調節する[24][25]。キナーゼSGK1とAKTによる、インスリンとアルドステロンシグナルに応答したNEDD4-2のリン酸化は14-3-3タンパク質との結合をもたらす。NEDD4-2への14-3-3の結合は、基質(ENaCのサブユニットなど)に結合してユビキチン化を行う活性を阻害する[26][27][28][29]。NEDD4-2の自己ユビキチン化とUSP2-45による脱ユビキチン化によってNEDD4-2タンパク質の安定性が調節されていることが知られている[30][31]。
臨床的意義
[編集]NEDD4Lは腎臓のENaCとNCCの重要な調節因子であり、この経路の機能不全は高血圧と関連している。リドル症候群では、ENaCのサブユニットの遺伝子変異によってNEDD4Lが結合できなくなっているため、このような症状がみられる[17][32][33]。マウスでは、NEDD4-2の欠失は肺でのENaCの細胞表面での発現と活性を増加させ、肺水の早期除去、気道の乾燥、肺の炎症、周産期致死が引き起こされる[32][34]。
マウスの尿細管特異的なNEDD4-2の欠失は、ENaCとNCCの発現上昇を引き起こす。ENaCとNCCの調節における重要な機能を有していることと一致して、NEDD4Lの多型は特定の人口集団において本態性高血圧と関連している[35][36]。マウスでの神経特異的なNEDD4-2の欠失は軸索の分枝の欠陥を引き起こす[37]。NEDD4-2ノックアウトマウスから単離された胎児皮質ニューロンは電位依存性ナトリウムチャネルによる電流の調節に欠陥を示し[38]、神経障害性疼痛の動物モデルではNEDD4-2の発現がダウンレギュレーションされていることが判明している[39]。またNEDD4-2の欠乏は、後根神経節ニューロンの過興奮を引き起こし、神経障害性疼痛に寄与する[40]。
相互作用
[編集]NEDD4LはSCNN1Aと相互作用することが示されている[6][41]。
出典
[編集]- ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000049759 - Ensembl, May 2017
- ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000024589 - Ensembl, May 2017
- ^ Human PubMed Reference:
- ^ Mouse PubMed Reference:
- ^ “Rsp5, a ubiquitin-protein ligase, is involved in degradation of the single-stranded-DNA binding protein rfa1 in Saccharomyces cerevisiae”. Mol. Cell. Biol. 20 (1): 224–32. (Jan 2000). doi:10.1128/MCB.20.1.224-232.2000. PMC 85078. PMID 10594025 .
- ^ a b “The Nedd4-like protein KIAA0439 is a potential regulator of the epithelial sodium channel”. J. Biol. Chem. 276 (11): 8597–601. (May 2001). doi:10.1074/jbc.C000906200. PMID 11244092.
- ^ “Nedd4-2 isoforms ubiquitinate individual epithelial sodium channel subunits and reduce surface expression and function of the epithelial sodium channel”. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 294 (5): F1157-65. (May 2008). doi:10.1152/ajprenal.00339.2007. PMC 2424110. PMID 18322022 .
- ^ “Entrez Gene: NEDD4L Neural precursor cell expressed, developmentally down-regulated 4-like”. 2019年11月14日閲覧。
- ^ “Role of the UPS in Liddle syndrome”. BMC Biochem. 9 Suppl 1: S5. (2008). doi:10.1186/1471-2091-9-S1-S5. PMC 2582799. PMID 19007435 .
- ^ a b c “Nedd4-like proteins: an emerging family of ubiquitin-protein ligases implicated in diverse cellular functions”. Trends Cell Biol. 9 (5): 166–9. (May 1999). doi:10.1016/s0962-8924(99)01541-x. PMID 10322449.
- ^ a b c d e “Mammalian HECT ubiquitin-protein ligases: biological and pathophysiological aspects”. Biochim. Biophys. Acta 1843 (1): 61–74. (Jan 2014). doi:10.1016/j.bbamcr.2013.03.024. PMID 23545411.
- ^ a b c d e “Nedd4 and Nedd4-2: closely related ubiquitin-protein ligases with distinct physiological functions”. Cell Death Differ. 17 (1): 68–77. (Jan 2010). doi:10.1038/cdd.2009.84. PMC 2818775. PMID 19557014 .
- ^ a b c d e f “Physiological functions of the HECT family of ubiquitin ligases”. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 10 (6): 398–409. (Jun 2009). doi:10.1038/nrm2690. PMID 19436320.
- ^ “Expression, transcription, and possible antagonistic interaction of the human Nedd4L gene variant: implications for essential hypertension”. Hypertension 51 (3): 773–7. (Mar 2008). doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.107.102061. PMID 18268134.
- ^ a b c “Nedd4-2 isoforms differentially associate with ENaC and regulate its activity”. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 289 (2): F334-46. (Aug 2005). doi:10.1152/ajprenal.00394.2004. PMID 15814530.
- ^ a b “Alternate promoters and variable splicing lead to hNedd4-2 isoforms with a C2 domain and varying number of WW domains”. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 285 (5): F916-29. (Nov 2003). doi:10.1152/ajprenal.00203.2003. PMID 12876068.
- ^ a b “Renal tubular NEDD4-2 deficiency causes NCC-mediated salt-dependent hypertension”. J. Clin. Invest. 123 (2): 657–65. (Feb 1, 2013). doi:10.1172/JCI61110. PMC 3561795. PMID 23348737 .
- ^ “Regulation of neuronal voltage-gated sodium channels by the ubiquitin-protein ligases Nedd4 and Nedd4-2”. J. Biol. Chem. 279 (28): 28930–5. (Jul 9, 2004). doi:10.1074/jbc.M402820200. PMID 15123669.
- ^ “A novel mouse Nedd4 protein suppresses the activity of the epithelial Na+ channel”. FASEB J. 15 (1): 204–214. (Jan 2001). doi:10.1096/fj.00-0191com. PMID 11149908.
- ^ “Regulation of the voltage-gated K(+) channels KCNQ2/3 and KCNQ3/5 by ubiquitination. Novel role for Nedd4-2”. J. Biol. Chem. 282 (16): 12135–42. (Apr 20, 2007). doi:10.1074/jbc.M609385200. PMID 17322297.
- ^ “Ubiquitin ligase Nedd4L targets activated Smad2/3 to limit TGF-beta signaling”. Mol. Cell 36 (3): 457–68. (Nov 13, 2009). doi:10.1016/j.molcel.2009.09.043. PMC 2796330. PMID 19917253 .
- ^ “NEDD4L regulates convergent extension movements in Xenopus embryos via Disheveled-mediated non-canonical Wnt signaling”. Dev. Biol. 392 (1): 15–25. (Aug 1, 2014). doi:10.1016/j.ydbio.2014.05.003. PMID 24833518.
- ^ “NEDD4L overexpression rescues the release and infectivity of human immunodeficiency virus type 1 constructs lacking PTAP and YPXL late domains”. J. Virol. 82 (10): 4884–97. (May 2008). doi:10.1128/JVI.02667-07. PMC 2346761. PMID 18321968 .
- ^ “Control of the activity of WW-HECT domain E3 ubiquitin ligases by NDFIP proteins”. EMBO Rep. 10 (5): 501–7. (May 2009). doi:10.1038/embor.2009.30. PMC 2680872. PMID 19343052 .
- ^ “Regulation of functional diversity within the Nedd4 family by accessory and adaptor proteins”. BioEssays 28 (6): 617–28. (Jun 2006). doi:10.1002/bies.20422. PMID 16700065.
- ^ “cAMP and serum and glucocorticoid-inducible kinase (SGK) regulate the epithelial Na(+) channel through convergent phosphorylation of Nedd4-2”. J. Biol. Chem. 279 (44): 45753–8. (Oct 29, 2004). doi:10.1074/jbc.M407858200. PMID 15328345.
- ^ “Serum- and glucocorticoid-regulated kinase 1 regulates ubiquitin ligase neural precursor cell-expressed, developmentally down-regulated protein 4-2 by inducing interaction with 14-3-3”. Mol. Endocrinol. 19 (12): 3073–84. (Dec 2005). doi:10.1210/me.2005-0193. PMID 16099816.
- ^ “Akt mediates the effect of insulin on epithelial sodium channels by inhibiting Nedd4-2”. J. Biol. Chem. 282 (41): 29866–73. (Oct 12, 2007). doi:10.1074/jbc.M701923200. PMID 17715136.
- ^ “14-3-3 Mediates phosphorylation-dependent inhibition of the interaction between the ubiquitin E3 ligase Nedd4-2 and epithelial Na+ channels”. Biochemistry 45 (21): 6733–40. (May 30, 2006). doi:10.1021/bi052640q. PMID 16716084.
- ^ “Regulation of Nedd4-2 self-ubiquitination and stability by a PY motif located within its HECT-domain”. Biochem. J. 415 (1): 155–63. (Oct 1, 2008). doi:10.1042/BJ20071708. PMID 18498246.
- ^ “Ubiquitin-specific protease 2-45 (Usp2-45) binds to epithelial Na+ channel (ENaC)-ubiquitylating enzyme Nedd4-2”. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 301 (1): F189-96. (Jul 2011). doi:10.1152/ajprenal.00487.2010. PMID 21478478.
- ^ a b “Respiratory distress and perinatal lethality in Nedd4-2-deficient mice”. Nat Commun 2 (4): 287. (2011). doi:10.1038/ncomms1284. PMC 3104547. PMID 21505443 .
- ^ “Nedd4-2 and the regulation of epithelial sodium transport”. Front Physiol 3: 212. (2012). doi:10.3389/fphys.2012.00212. PMC 3380336. PMID 22737130 .
- ^ “Deletion of the ubiquitin ligase Nedd4L in lung epithelia causes cystic fibrosis-like disease”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108 (8): 3216–21. (Feb 22, 2011). doi:10.1073/pnas.1010334108. PMC 3044364. PMID 21300902 .
- ^ “NEDD4L in essential hypertension”. J. Hypertens. 32 (2): 230–2. (Feb 2014). doi:10.1097/HJH.0000000000000105. PMID 24430119.
- ^ “Association of NEDD4L ubiquitin ligase with essential hypertension”. Hypertension 46 (3): 488–91. (Sep 2005). doi:10.1161/01.HYP.0000178594.63193.c0. PMID 16103266.
- ^ “Ubiquitin E3 ligase Nedd4-1 acts as a downstream target of PI3K/PTEN-mTORC1 signaling to promote neurite growth”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111 (36): 13205–10. (Sep 9, 2014). doi:10.1073/pnas.1400737111. PMC 4246980. PMID 25157163 .
- ^ “Nedd4-2 (NEDD4L) controls intracellular Na(+)-mediated activity of voltage-gated sodium channels in primary cortical neurons”. Biochem. J. 457 (1): 27–31. (Jan 1, 2014). doi:10.1042/BJ20131275. PMID 24152020.
- ^ “Dysregulation of voltage-gated sodium channels by ubiquitin ligase NEDD4-2 in neuropathic pain”. J. Clin. Invest. 123 (7): 3002–13. (Jul 1, 2013). doi:10.1172/JCI68996. PMC 3696561. PMID 23778145 .
- ^ “Neuronal expression of the ubiquitin ligase Nedd4-2 in rat dorsal root ganglia: modulation in the spared nerve injury model of neuropathic pain”. Neuroscience 227: 370–80. (Dec 27, 2012). doi:10.1016/j.neuroscience.2012.09.044. PMID 23022218.
- ^ “Identification of new partners of the epithelial sodium channel alpha subunit”. Comptes Rendus Biologies 326 (7): 615–24. (Jul 2003). doi:10.1016/s1631-0691(03)00154-9. PMID 14556380.
関連文献
[編集]- “Patch-clamp studies on epithelial sodium channels in salivary duct cells”. Cell Biochem. Biophys. 36 (2–3): 105–13. (2002). doi:10.1385/CBB:36:2-3:105. PMID 12139396.
- “Cloning of human ubiquitin-conjugating enzymes UbcH6 and UbcH7 (E2-F1) and characterization of their interaction with E6-AP and RSP5”. J. Biol. Chem. 271 (5): 2795–800. (1996). doi:10.1074/jbc.271.5.2795. PMID 8576257.
- “Prediction of the coding sequences of unidentified human genes. VIII. 78 new cDNA clones from brain which code for large proteins in vitro”. DNA Res. 4 (5): 307–13. (1997). doi:10.1093/dnares/4.5.307. PMID 9455477.
- “Latent membrane protein 2A of Epstein-Barr virus binds WW domain E3 protein-ubiquitin ligases that ubiquitinate B-cell tyrosine kinases”. Mol. Cell. Biol. 20 (22): 8526–35. (2000). doi:10.1128/MCB.20.22.8526-8535.2000. PMC 102158. PMID 11046148 .
- “Proteins related to the Nedd4 family of ubiquitin protein ligases interact with the L domain of Rous sarcoma virus and are required for gag budding from cells”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98 (20): 11199–204. (2001). doi:10.1073/pnas.201268998. PMC 58707. PMID 11562473 .
- “Serum and glucocorticoid-regulated kinase modulates Nedd4-2-mediated inhibition of the epithelial Na+ channel”. J. Biol. Chem. 277 (1): 5–8. (2002). doi:10.1074/jbc.C100623200. PMID 11696533.
- “Phosphorylation of Nedd4-2 by Sgk1 regulates epithelial Na(+) channel cell surface expression”. EMBO J. 20 (24): 7052–9. (2001). doi:10.1093/emboj/20.24.7052. PMC 125341. PMID 11742982 .
- “N4WBP5, a potential target for ubiquitination by the Nedd4 family of proteins, is a novel Golgi-associated protein”. J. Biol. Chem. 277 (11): 9307–17. (2002). doi:10.1074/jbc.M110443200. PMID 11748237.
- “NEDD4L on human chromosome 18q21 has multiple forms of transcripts and is a homologue of the mouse Nedd4-2 gene”. Eur. J. Hum. Genet. 9 (12): 922–30. (2001). doi:10.1038/sj.ejhg.5200747. PMID 11840194.
- “Regulation of the epithelial sodium channel by N4WBP5A, a novel Nedd4/Nedd4-2-interacting protein”. J. Biol. Chem. 277 (33): 29406–16. (2002). doi:10.1074/jbc.M203018200. PMID 12050153.
- “Common variant of human NEDD4L activates a cryptic splice site to form a frameshifted transcript”. J. Hum. Genet. 47 (12): 665–76. (2002). doi:10.1007/s100380200102. PMID 12522688.
- “Characterization of the interactions between Nedd4-2, ENaC, and sgk-1 using surface plasmon resonance”. Biochim. Biophys. Acta 1612 (1): 59–64. (2003). doi:10.1016/S0005-2736(03)00083-X. PMID 12729930.
- “Alternate promoters and variable splicing lead to hNedd4-2 isoforms with a C2 domain and varying number of WW domains”. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 285 (5): F916-29. (2003). doi:10.1152/ajprenal.00203.2003. PMID 12876068.
- “Regulation of the glutamate transporter EAAT1 by the ubiquitin ligase Nedd4-2 and the serum and glucocorticoid-inducible kinase isoforms SGK1/3 and protein kinase B”. J. Neurochem. 86 (5): 1181–8. (2003). doi:10.1046/j.1471-4159.2003.01937.x. PMID 12911626.
- “Identification of new partners of the epithelial sodium channel alpha subunit”. Comptes Rendus Biologies 326 (7): 615–24. (2003). doi:10.1016/s1631-0691(03)00154-9. PMID 14556380.
- “Androgens differentially regulate the expression of NEDD4L transcripts in LNCaP human prostate cancer cells”. Mol. Cell. Endocrinol. 210 (1–2): 51–62. (2003). doi:10.1016/j.mce.2003.08.009. PMID 14615060.