タンパク質ホスファターゼのゲノミクスと進化

Sci. Signal. 11 Apr 2017:
Vol. 10, Issue 474, eaag1796
DOI: 10.1126/scisignal.aag1796

Mark J. Chen^1,2,*, Jack E. Dixon³, and Gerard Manning^1,2,†,‡

¹ Department of Bioinformatics and Computational Biology, Genentech Inc., South San Francisco, CA 94080, USA.
² Razavi Newman Center for Bioinformatics, Salk Institute for Biological Studies, La Jolla, CA 94027, USA.
³ Departments of Pharmacology, Cellular and Molecular Medicine, and Chemistry and Biochemistry, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093, USA.

‡ Corresponding author. Email: manning@manninglab.org

* Present address: Department of Pathology, St. Jude Children's Research Hospital, Memphis, TN 38015, USA.

† Present address: Genentech, South San Francisco, CA 94080, USA.

要約

タンパク質ホスファターゼは、タンパク質キナーゼとは本質的に正反対であり、両酵素が組み合わさって、すべてのタンパク質リン酸化とほとんどの細胞プロセスを調節する。タンパク質リン酸化の全体的な役割をよりよく理解するため、189の既知および予測ヒトタンパク質ホスファターゼ遺伝子からなるヒトタンパク質ホスファトームをカタログ化した。われわれはまた、79のタンパク質ホスファターゼの偽遺伝子あるいはレトロ遺伝子を同定したが、それらのいくつかは残存機能をもつ可能性がある。われわれは、原生生物であるタマホコリカビ（Dictyostelium）からウニまで、他の8つの真核生物についてタンパク質ホスファトームを構築することにより、ホスファターゼの起源と多様性を追跡した。われわれは、全9種がもつタンパク質ホスファターゼを、10のタンパク質フォールド、21のファミリー、と178のサブファミリーの階層に分類した。われわれは、101のヒトサブファミリーの80％以上が動物界全体で保存されているが、個々のサブファミリーの消失や拡大、アクセサリードメインの変化など、進化にかなりの違いがあることを見出した。タンパク質ホスファターゼは、主要モデル生物において、かなりの消失を伴う、キナーゼと同様の進化的ダイナミクスを示す。配列分析は、26のヒトタンパク質ホスファターゼドメインが触媒的に不活化されており、この不活化はオーソログ全体でほぼ保存されていると予測している。タンパク質ホスファターゼに関するこのゲノムおよび進化的観点は、動物界全体のタンパク質リン酸化の網羅的解析の枠組みを提供する。

Citation: M. J. Chen, J. E. Dixon, G. Manning, Genomics and evolution of protein phosphatases.Sci. Signal. 10, eaag1796 (2017).