HEALTH WORDS / 用語解説
ユビキチンプロテアゾーム系
Ubiquitin-Proteasome System
ユビキチンプロテアゾーム系とは、真核生物の細胞内において不要となったタンパク質を特異的に分解するための主要なタンパク質分解機構である。12
この系によるタンパク質の選択的分解は、標的となるタンパク質に対してユビキチンと呼ばれる小型のタンパク質が多数結合（ポリユビキチン化）されることから始まる。12
ユビキチンが標的タンパク質に目印として付加される過程には、ユビキチン活性化酵素（E1）、ユビキチン結合酵素（E2）、そしてユビキチンリガーゼ（E3）と呼ばれる3種類の酵素がカスケード状に連続して作用する。12
特に最下流で基質を特異的に認識するE3ユビキチンリガーゼは、多様なタンパク質の中から特定の分解対象を識別する上で極めて重要な役割を担っている。12
ポリユビキチン化された標的タンパク質は、細胞質や核に存在する巨大なプロテアーゼ複合体であるプロテアゾームへと運ばれる。12
プロテアゾームは通常、中心的な触媒コアである20Sプロテアゾームと、その両端に結合して基質の認識や展開を助ける11Sあるいは19S制御粒子から構成されている。12
制御粒子に捕捉された標的タンパク質は、ATPのエネルギーを利用して高次構造が解きほぐされ（アンフォールディング）、プロテアゾームの内部へと送り込まれる。12
20Sプロテアゾームの内部腔にはペプチダーゼ活性を持つ部位が存在しており、そこで標的タンパク質は小さなペプチドへと順次切断・分解される。12
分解の過程でユビキチン分子自体は脱ユビキチン化酵素の働きによって遊離し、再利用可能なプールへと戻されるため、細胞内のユビキチンが枯渇しない仕組みになっている。12
ユビキチンプロテアゾーム系は、異常なタンパク質や変性したタンパク質の品質管理を行って細胞内蓄積を防ぐだけでなく、細胞周期の制御、転写調節、シグナル伝達、さらには免疫応答における抗原提示など、多岐にわたる生命現象の根幹を支えている。12
この分解機構に何らかの破綻や異常が生じた場合には、神経変性疾患や悪性腫瘍をはじめとする様々な重篤な疾患を引き起こすことが知られており、創薬の重要な標的分子群としても広く研究されている。12