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カテプシンE

カテプシンE（英: cathepsin E、EC 3.4.23.34）は、ヒトではCTSE遺伝子にコードされる酵素である[5][6][7]。この酵素は、slow-moving proteinase、erythrocyte membrane aspartic proteinase、SMP、EMAP、non-pepsin proteinase、cathepsin D-like acid proteinase、cathepsin E-like acid proteinase, cathepsin D-type proteinaseといった名称でも知られる[6][8][9][10]。

CTSE
PDBに登録されている構造
PDBオルソログ検索: RCSB PDBe PDBj
PDBのIDコード一覧

1TZS

識別子
記号CTSE, Ctse, A430072O03Rik, C920004C08Rik, CE, CatE, cathepsin E
外部IDOMIM: 116890 MGI: 107361 HomoloGene: 37551 GeneCards: CTSE
遺伝子の位置 (ヒト)
1番染色体 (ヒト)
染色体1番染色体 (ヒト)[1]
1番染色体 (ヒト)
CTSE遺伝子の位置
CTSE遺伝子の位置
バンドデータ無し開始点206,008,535 bp[1]
終点206,023,909 bp[1]
遺伝子の位置 (マウス)
1番染色体 (マウス)
染色体1番染色体 (マウス)[2]
1番染色体 (マウス)
CTSE遺伝子の位置
CTSE遺伝子の位置
バンドデータ無し開始点131,566,044 bp[2]
終点131,603,243 bp[2]
RNA発現パターン
さらなる参照発現データ
遺伝子オントロジー
分子機能• ペプチダーゼ活性
• 加水分解酵素活性
• protein homodimerization activity
• aspartic-type endopeptidase activity
細胞の構成要素• エンドソーム
生物学的プロセス• protein autoprocessing
• タンパク質異化プロセス
• antigen processing and presentation of exogenous peptide antigen via MHC class II
• タンパク質分解
出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
種ヒトマウス
Entrez

1510

13034

Ensembl

ENSG00000196188

ENSMUSG00000004552

UniProt

P14091

P70269

RefSeq
(mRNA)

NM_001910
NM_148964
NM_001317331

NM_007799

RefSeq
(タンパク質)

NP_001304260
NP_001901
NP_683865

NP_031825

場所
(UCSC)		Chr 1: 206.01 – 206.02 MbChr 1: 131.57 – 131.6 Mb
PubMed検索[3][4]
ウィキデータ
閲覧/編集 ヒト閲覧/編集 マウス
Cathepsin E
識別子
EC番号 3.4.23.34
CAS登録番号 110910-42-4
データベース
IntEnz IntEnz view
BRENDA BRENDA entry
ExPASy NiceZyme view
KEGG KEGG entry
MetaCyc metabolic pathway
PRIAM profile
PDB構造 RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum
検索
PMC articles
PubMed articles
NCBI proteins
テンプレートを表示

カテプシンEは動物やその他さまざまな生物にみられるプロテアーゼであり、アスパラギン酸プロテアーゼに分類される。ヒトでは、1番染色体の1q32に位置するCTSE遺伝子にコードされている[6][7][11][12]。カテプシンEは細胞内に位置する非リソソーム糖タンパク質であり、主に皮膚や免疫細胞に存在する[13]。ジスルフィド結合によって連結されたホモ二量体として機能するアスパラギン酸プロテアーゼであり、高マンノース型の糖鎖が付加されている[14]。

カテプシンEの欠損はアトピー性皮膚炎など炎症性皮膚疾患に関与している可能性があり、その治療は体内でのタンパク質の機能や濃度の改善といった方法に依存することとなる[15]。カテプシンEはレニンやカテプシンD（英語版）ととともに、消化管や生殖器以外の組織で合成されることが知られている数少ないアスパラギン酸プロテアーゼの1つである[16]。

構造

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カテプシンEの構造はカテプシンDやBACE1と非常によく類似しており、これら3つのタンパク質の活性部位はほぼ同一である。これらの間の差異は、活性部位周囲の微小環境にある。96DTG98と281DTG283は、酵素の活性部位に形成に寄与している。また、272番と276番、314番と351番のシステイン残基はジスルフィド結合を形成している。109番、114番の2つのシステイン残基は立体構造上近接して位置しているが、硫黄原子間の距離は3.53 Åでありジスルフィド結合を形成するには離れすぎている。活性部位の2つのアスパラギン酸残基は周囲の残基と4つの水素結合を形成している。カテプシンDやBACE1と比較してカテプシンEの特徴となるのは、Asp96とSer99の間の水素結合が存在し、またAsp281とLeu/Metとの間の水素結合が存在しないことである[15]。

分布

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カテプシンEは、消化管、リンパ組織、血液細胞、泌尿器、ミクログリアなどに分布している。さまざまな哺乳類細胞において、カテプシンEの細胞内局在はアナログであるカテプシンDとは異なっている。カテプシンEは胃の壁細胞の細胞内分泌細管（intracellular canaliculus）、肝細胞の毛細胆管、腎臓の近位尿細管細胞、腸、気管、気管支の上皮細胞、破骨細胞、赤血球においては膜に結合して存在している。抗原を提示しているB細胞、胃の主細胞、ミクロソームなどの細胞種ではエンドソーム構造への局在が観察される。また、小胞体槽（英語版）にも検出される[14][17]。

機能

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カテプシンEはタンパク質の分解、MHCクラスII経路を介した抗原のプロセシング[12]、生理活性タンパク質の生成に重要な役割を果たしている。また、加齢、興奮性毒素によるグルタミン酸受容体の過剰刺激、前脳の一過性の虚血に伴う、神経死経路の実行にも関与していると考えられている。ラットで行われた実験では、カテプシンEは若齢ラットの脳組織ではほとんど検出されないが、老齢ラットでは線条体や大脳皮質において濃度が大幅に上昇していることが示されている。また、一過性前脳虚血から1週間後の海馬CA1領域のミクログリアや変性神経細胞でも高レベルで発現している[17]。カテプシンEは腸上皮化生から高分化型腺癌の発生に関与している可能性がある[14]。また、樹状細胞と関連して自己・外来タンパク質に応答したCD4レパートリーの形成に関与している[18]。

翻訳後修飾

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カテプシンEはグリコシル化されている。糖鎖修飾の性質は細胞種によって異なる。線維芽細胞中の酵素前駆体では高マンノース型のオリゴ糖が付加されているが、成熟酵素では複合型オリゴ糖が付加されている。赤血球膜では、成熟酵素と酵素前駆体の双方で複合型オリゴ糖がみられる。カテプシンEは自己触媒切断によって2つの形態が生み出され、Form1はIle54番残基から始まり、Form2はThr57番から始まる[19]。

出典

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  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000196188 - Ensembl, May 2017
  2. ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000004552 - Ensembl, May 2017
  3. ^ Human PubMed Reference:
  4. ^ Mouse PubMed Reference:
  5. ^ “Assignment of cathepsin E (CTSE) to human chromosome region 1q31 by in situ hybridization and analysis of somatic cell hybrids”. Cytogenetics and Cell Genetics 53 (2–3): 137–9. (Aug 1990). doi:10.1159/000132914. PMID 2369841. 
  6. ^ a b c “Human gastric cathepsin E. Predicted sequence, localization to chromosome 1, and sequence homology with other aspartic proteinases”. The Journal of Biological Chemistry 264 (28): 16748–53. (October 1989). doi:10.1016/S0021-9258(19)84768-3. PMID 2674141. 
  7. ^ a b “CTSE cathepsin E [Homo sapiens (human) - Gene - NCBI]”. www.ncbi.nlm.nih.gov. 2016年10月16日閲覧。
  8. ^ “Structural differences between rabbit cathepsin E and cathepsin D”. Biological Chemistry Hoppe-Seyler 367 (6): 523–6. (June 1986). doi:10.1515/bchm3.1986.367.1.523. PMID 3741628. 
  9. ^ “Further studies on rat cathepsin E: subcellular localization and existence of the active subunit form”. Archives of Biochemistry and Biophysics 267 (1): 176–83. (November 1988). doi:10.1016/0003-9861(88)90021-5. PMID 3058036. 
  10. ^ “Identification of the aspartic proteinases from human erythrocyte membranes and gastric mucosa (slow-moving proteinase) as catalytically equivalent to cathepsin E”. The Biochemical Journal 254 (3): 895–8. (September 1988). doi:10.1042/bj2540895. PMC 1135167. PMID 3058118. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1135167/. 
  11. ^ “Assignment of cathepsin E (CTSE) to human chromosome region 1q31 by in situ hybridization and analysis of somatic cell hybrids”. Cytogenetics and Cell Genetics 53 (2–3): 137–9. (1990). doi:10.1159/000132914. PMID 2369841. 
  12. ^ a b “Cathepsin E: a mini review”. Biochemical and Biophysical Research Communications 367 (3): 517–22. (March 2008). doi:10.1016/j.bbrc.2007.12.163. PMID 18178150. 
  13. ^ “Characterization of new fluorogenic substrates for the rapid and sensitive assay of cathepsin E and cathepsin D”. Journal of Biochemistry 125 (6): 1137–43. (June 1999). doi:10.1093/oxfordjournals.jbchem.a022396. PMID 10348917. 
  14. ^ a b c “An immunocytochemical study on distinct intracellular localization of cathepsin E and cathepsin D in human gastric cells and various rat cells”. Journal of Biochemistry 110 (6): 956–64. (December 1991). doi:10.1093/oxfordjournals.jbchem.a123696. PMID 1794985. 
  15. ^ a b “Modeling the tertiary structure of human cathepsin-E”. Biochemical and Biophysical Research Communications 331 (1): 56–60. (May 2005). doi:10.1016/j.bbrc.2005.03.123. PMID 15845357. 
  16. ^ “Generation of human endothelin by cathepsin E”. FEBS Letters 273 (1–2): 99–102. (October 1990). doi:10.1016/0014-5793(90)81060-2. PMID 2226872. 
  17. ^ a b “New functional aspects of cathepsin D and cathepsin E”. Molecules and Cells 10 (6): 601–11. (December 2000). doi:10.1007/s10059-000-0601-8. PMID 11211863. 
  18. ^ “The expression and function of cathepsin E in dendritic cells”. Journal of Immunology 174 (4): 1791–800. (February 2005). doi:10.4049/jimmunol.174.4.1791. PMID 15699105. 
  19. ^ “CTSE - Cathepsin E precursor - Homo sapiens (Human) - CTSE gene & protein”. www.uniprot.org. 2016年10月16日閲覧。

関連文献

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関連項目

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外部リンク

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