足場タンパク質とアダプタータンパク質

足場タンパク質とアダプタータンパク質は、非触媒的なシグナル伝達成分であり、適切なパートナーを物理的に結合させることで経路を組織化します。アダプターは、その相互作用ドメインを介して少数のタンパク質を連結する一方、足場は経路の複数のメンバーを単一のプラットフォームに固定し、シグナル伝達反応がいつどこで起こるかを制御します。

Definition

アダプタータンパク質と足場タンパク質は、酵素活性を持たず、代わりにタンパク質間相互作用モジュールを使用してシグナル伝達パートナーを連結するシグナル伝達分子です。アダプターは少数の成分を橋渡しし、足場は複数の経路メンバーを1つのプラットフォームに組み立てます。

Scope

このトピックでは、アダプターと足場の区別、モジュラー相互作用ドメインを使用して複合体を組み立てる方法、およびMAPキナーゼカスケードと受容体シグナル伝達を例にとり、シグナル伝達の特異性、効率、局在をどのように形成するかについて説明します。これはメカニズムに関する参考資料です。

Core questions

• 非触媒タンパク質は、反応を実行せずにどのようにシグナル伝達を形成するのでしょうか？
• アダプターと足場は何が違うのでしょうか？
• 足場は経路の特異性と空間制御にどのように貢献するのでしょうか？

Key concepts

• アダプタータンパク質（例：SH2/SH3モジュールを介した橋渡し）
• 集合プラットフォームとしての足場タンパク質
• 並行経路の隔離
• シグナル伝達の空間的および時間的制御
• アンカータンパク質と細胞内局在
• シグナル伝達と膜輸送の結合

Mechanisms

アダプタータンパク質と足場タンパク質は、触媒作用ではなく連結によって機能します。アダプターは、相互作用モジュール（例えば、リン酸化チロシン部位に結合するSH2ドメインとプロリンリッチなパートナーに結合するSH3ドメイン）を使用して、上流のシグナルを下流のエフェクターに橋渡しします（Pawson & Nash, 2003）。足場は、経路の複数のメンバーに対する結合部位を同時に持ち、それらを定義された複合体に組み立てます。これにより、パートナーの局所濃度が上昇し、シグナル伝達の効率と忠実度が向上し、また、マイトジェン活性化プロテインキナーゼカスケードの足場に見られるように、成分を共有する別の経路から特定の経路を隔離することができます（Good et al., 2011; Johnson & Lapadat, 2002）。足場とアンカータンパク質は、複合体が形成され溶解する場所を決定することにより、シグナル伝達に空間的および時間的な組織化を課します（Scott & Pawson, 2009）。アダプターはまた、受容体シグナル伝達を膜輸送に結合させ、活性化された受容体をエンドサイトーシス機構に連結し、応答をさらに形成します（Sorkin & von Zastrow, 2009）。

Clinical relevance

足場タンパク質とアダプタータンパク質は、MAPキナーゼカスケードなどの経路の配線と局在を決定するため、これらのタンパク質の変化が疾患状況におけるシグナル伝達出力に与える影響について研究されています。この項目は、それらの組織化の役割を参考知識として記述しており、診断や治療の指針を提供するものではありません。

Evidence & guidelines

このトピックは、足場およびアダプターの機能と経路の組織化に関する細胞シグナル伝達のレビュー（Good et al., 2011; Scott & Pawson, 2009; Johnson & Lapadat, 2002; Sorkin & von Zastrow, 2009）に基づいており、臨床ガイドラインに基づくものではありません。

History

専用の足場タンパク質の役割は、1990年代の酵母の接合MAPキナーゼ経路の遺伝学から明らかになりました。この研究では、足場がキナーゼカスケードを固定することが示され、受容体シグナル伝達におけるアダプタータンパク質の研究とともに、非触媒的な組織化因子がシグナル伝達に不可欠であるという見解が確立されました（Good et al., 2011）。

Key figures

• Wendell Lim
• Tony Pawson
• John D. Scott
• Alexander Sorkin

Seminal works

• good-2011
• scott-2009
• pawson-2003

Frequently asked questions

アダプタータンパク質と足場タンパク質の違いは何ですか？

アダプターは通常、少数のパートナーを橋渡ししてシグナルを伝達しますが、足場は経路の複数のメンバーを一度に結合させ、それらを単一の組織化された複合体に組み立てます。

酵素活性を持たないタンパク質は、どのようにシグナル伝達に影響を与えることができますか？

足場とアダプターは、どのタンパク質がどこで結合するかを制御することにより、それらが組み立てる酵素によって実行されるシグナル伝達反応の効率、特異性、および局在を決定します。