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PHLPP2の不思議な話:答えより質問が多い

PHLPP2の細胞内での本当の役割は、初めの興奮にもかかわらず依然として謎のままだね。

Tarik Husremović, Katharina M. Siess, Sumire Antonioli, Vanessa Meier, Lucas Piëch, Irina Grishkovskaya, Nikoleta Kircheva, Silvia E. Angelova, Andreas Brandstätter, Jiri Veis, Fran Miočić-Stošić, Dorothea Anrather, Markus Hartl, Linda Truebestein, Bojan Žagrović, Stephan Hann, Christoph Bock, Egon Ogris, Todor Dudev, Nicholas A.T. Irwin, David Haselbach, Thomas A. Leonard

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PHLPP2: 偽の希望 PHLPP2: 偽の希望 、謎めいてる。 PHLPP2の役割はまだ証明されてなくて
目次

PHLPP2は、料理が得意だと自称してる友達みたいだけど、いつも水を焦がしちゃう。これは擬似ホスファターゼって呼ばれてて、タンパク質からリン酸基を外すことができると思われてたんだけど、どうやら実際はいい仕事してないかもしれない!

細胞成長と成長因子の基本

PHLPP2を理解するには、まず細胞成長から始めないとね。私たちの細胞は成長する子供のようで、正しい条件や友達、ちょっとしたガイダンスが必要。成長因子は、細胞がいつ成長したり分裂したり成熟したりするかを教えてくれる賢い大人みたいな存在。これを実現するのが、細胞の表面にある受容体チロシンキナーゼ(RTK)っていう重要なプレイヤーを活性化することなんだ。

成長因子がRTKを活性化すると、スイッチを入れるみたいなもので、その後細胞の中で連鎖反応が起こる。ストーリーの主役の一人はRasっていう小さなGTPaseで、信号を伝えるのに欠かせない存在。もう一人はホスファイニオシトイド3-キナーゼ(PI3K)で、これは細胞膜の特定の脂質を信号分子PIP3に変換するのを助けてる。

PIP3とAktのつながり

PIP3は細胞の中でちょっとしたスーパースターで、成長や代謝などの重要な機能をコントロールするために他のタンパク質を集めるんだ。その親友がAktで、これがプロセスを調整するのに重要な役割を果たす。Aktは、PDK1っていう別のタンパク質の助けを借りて特定の場所でリン酸化されて活性化される。

この活性化のおかげで、Aktは細胞の成長や分裂、エネルギーの管理を手助けして、すべてをスムーズに動かすために欠かせない存在なんだ。

PTENの役割

さて、良いストーリーには antagonist のキャラクターが必要だよね。そこで登場するのがPTEN。この腫瘍抑制因子は小さなスピードバンプみたいに働いて、物事が大きくなりすぎないようにしてる。PIP3をPIP2に戻して、Aktが暴走しないようにしてる。PTENが欠けたり変異したりすると、バランスが崩れて、がんのような問題が起こる可能性がある。

PHLPPファミリー: 期待と失望

PHLPPタンパク質、特にPHLPP2は、元々Aktを不活性にする役割があるって考えられてたんだけど、新しい研究ではPHLPP2が実際にはその役割を果たしてないかもしれないってわかったんだ。むしろ、家族の集まりに現れるけど、家事を手伝わない叔父さんみたい。

研究結果

PHLPP2について調べた研究者たちは、このタンパク質が実際にAktからリン酸基を外すことができる証拠を見つけられなかった。様々な条件で精製したPHLPP2を処理したけど、期待されるホスファターゼ活性は見られなかった。PHLPP2の濃度を通常よりも高くしても、全然反応しなかったんだ。

さらに、特にPP2Aっていう他のタンパク質がPHLPP2のサンプルに混ざってるのが見つかった。どうやらPHLPP2は間違った連中とつるんでるみたいで、時々力強いPP2Aに影に隠れちゃってるみたい。

擬似ホスファターゼの本性の発見

慎重な調査を通じて、科学者たちはPHLPP2には本物のホスファターゼ活性に必要な活性部位がないことを結論づけた。簡単に言うと、元々やるべきだと思われてた仕事をするための道具がないってこと。一部の人はこれを詐欺だと言うかもしれないけど、PHLPP2には役割があるみたい-ただ、期待されたものではないだけ。

この発見は、PHLPP2がかつての祖先のホスファターゼから進化したけど、進化の過程でその主要な機能を失ったことを示唆してる。実際、PHLPPは細胞プロセスを調整する積極的な参加者というよりは、むしろ残り物のような存在なんだ。

進化的文脈

歴史を振り返ると、PHLPP2の進化の旅は、かつて触媒能力があったことを示唆してるけど、時間が経つにつれてその機能を効果的に果たす能力を失ったみたい。怪我のおかげでフィールドから外れたアスリートみたいだね。

興味深いことに、PHLPP1とPHLPP2の2つのファミリーのメンバーは、脊椎動物の祖先で数回の重複イベントが起きた後に出現した。それにもかかわらず、彼らは多くの生物の遺伝的な構成の一部として残っていて、完全には理解できてないけど、他の目的があるかもしれない。

がんとの関連

PHLPPタンパク質、特にがんにおける役割に関する初期の興奮はかなり冷めてきた。研究者たちは、Aktと関連しているからPHLPPが腫瘍抑制因子として働くかもしれないと期待してたんだ。

しかし、科学者ががんのゲノミクスデータを調べた時、PHLPP1やPHLPP2にがんに関連する重要な変異は見つからなかった。この発見は多くの疑問を呼び起こして、PHLPPタンパク質ががんにおいて果たす役割は過剰に評価されているかもしれないって示唆してる。

PHLPPが腫瘍成長を抑えるって初期の示唆はあったけど、さらに研究すると、マウスでPHLPP2をノックアウトしてもがんリスクが増加しないことが分かった。実際、PHLPPタンパク質はがんの発展において大きなドラマなく共存してるみたい。

細胞におけるPHLPPの役割

じゃあ、PHLPP2ががんでも真のホスファターゼでもないなら、何をしてるの?ちょっとした謎だね。遺伝子複製や進化の歴史は、まだ発見されてない潜在的な役割を示唆してるかもしれない。

もしかしたらPHLPP2は、私たちがまだ完全に理解してない方法で細胞のシグナル伝達に関与してるのかも。構造は、特定のシグナル分子、たとえばホスファイニオシトイドと結びつく可能性があることを示していて、細胞機能の領域でまだ何かを提供できるかもしれない。

PHLPP2に関しては研究の余地がたくさんありそう。科学者たちはこの擬似ホスファターゼを他の重要な生物学的経路にリンクさせる機能を明らかにするかもしれない、特に様々な組織での発現パターンや他のタンパク質との潜在的な相互作用を考えると。

結論

結局、PHLPP2は科学が常に進化する分野だっていうことを思い出させてくれる存在なんだ。時には、馴染みのある顔が見た目よりも複雑だったり、思ってたより影響力がなかったりすることもある。PHLPP2は、発見への道がしばしば曲がりくねっていることを教えてくれる。期待したパワーハウスではないかもしれないけど、その進化の旅と細胞の中での残りの存在は、まだ語られるべきストーリーがあることを示唆してる。

これからも層を剥がしていく中で、PHLPP2がどんな新しい役割を明らかにするか、誰が分かる?今のところ、これは細胞生物学の大きな絵の中での興味深いパズルの一部分で、パズルの中での自分の場所を見つけるのを待っているんだ。

オリジナルソース

タイトル: PHLPP2 is a pseudophosphatase that lost activity in the metazoan ancestor

概要: The phosphoinositide 3-kinase (PI3K) pathway is a major regulator of cell and organismal growth. Consequently, hyperactivation of PI3K and its downstream effector kinase, Akt, is observed in many human cancers. PH domain leucine-rich repeat-containing protein phosphatases (PHLPP), two paralogous members of the metal-dependent protein phosphatase family, have been reported as negative regulators of Akt signaling and, therefore, tumor suppressors. However, the stoichiometry and identity of the bound metal ion(s), mechanism of action, and enzymatic specificity of these proteins are not known. Seeking to fill these gaps in our understanding of PHLPP biology, we unexpectedly discovered that PHLPP2 has no catalytic activity against the regulatory phosphorylation sites of Akt, nor the generic substrate para -nitrophenylphosphate. Instead, we found that PHLPP2 is a pseudophosphatase with a single zinc ion bound in its catalytic center. Furthermore, we found that current cancer genomics data do not support the proposed role of PHLPP1 or PHLPP2 as tumor suppressors. Phylogenetic analyses revealed an ancestral phosphatase that arose more than 1 Mya, but that lost activity at the base of the metazoan lineage. In summary, our results provide a molecular explanation for the inconclusive results that have hampered research on PHLPP and argue for a new focus on non-catalytic roles of PHLPP1 and PHLPP2. Significance StatementPHLPP1 and PHLPP2 have previously been reported as protein phosphatases that specifically inactivate Akt, a pro-growth and survival kinase hyperactivated in many human cancers. Unexpectedly, we found that purified PHLPP2 has no detectable enzymatic activity in vitro, an observation which can be rationalized by its unusual active site, which has diverged significantly from that of canonical metal-dependent phosphatases. Furthermore, we show that cancer genomics do not support a role for either PHLPP1 or PHLPP2 in cancer. Our findings argue for the exploration of alternative hypotheses regarding the role of PHLPP in Akt signaling and cancer, with a focus on its non-catalytic functions.

著者: Tarik Husremović, Katharina M. Siess, Sumire Antonioli, Vanessa Meier, Lucas Piëch, Irina Grishkovskaya, Nikoleta Kircheva, Silvia E. Angelova, Andreas Brandstätter, Jiri Veis, Fran Miočić-Stošić, Dorothea Anrather, Markus Hartl, Linda Truebestein, Bojan Žagrović, Stephan Hann, Christoph Bock, Egon Ogris, Todor Dudev, Nicholas A.T. Irwin, David Haselbach, Thomas A. Leonard

最終更新: 2024-12-04 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.625870

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.625870.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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