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パーキンソン病:基質のユビキチンと複合体を形成したPINK1の構造

Nature 552, 7683 doi: 10.1038/nature24645

常染色体劣性(潜性)若年性パーキンソン病(AR-JP)は数個のPARK遺伝子の変異が原因で、中でもE3ユビキチンリガーゼのパーキンをコードする遺伝子(PARK2、別名PRKN)やその上流のプロテインキナーゼPINK1をコードする遺伝子(別名PARK6)の変異によって引き起こされることが多い。PINK1は、ユビキチンとパーキンのユビキチン様ドメインの両方について、構造的に保護されたSer65残基をリン酸化し、マイトファジーを誘導する。今回我々は、コロモジラミ(Pediculus humanus corporisPh)由来PINK1を含む、ナノボディで安定化された複合体の結晶構造を報告する。複合体中のPINK1は、「C末端側が引っ込んだ(C-terminally retracted;Ub-CR)」コンホメーションをとっているユビキチンに結合している。この構造から、C末端領域の構造などのPINK1に特有の性質が多数明らかになり、PINK1のNローブが独自の挿入方式を介してユビキチンと結合する仕組みが示された。Ub-CRコンホメーション中では、柔軟なSer65ループは活性化セグメントに接触し、Ser65がリン酸を受け取る位置に収まりやすいようにしている。この構造によって、Nローブ中で起こる自己リン酸化が、構造的にも機能的にも重要な挿入を安定化する仕組みも説明され、変異(そのいくつかはユビキチンの結合を破壊する)がAR-JPを引き起こす際の分子基盤が明らかになった。

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