PLK1(polo-like kinase 1)またはSTPK13(serine/threonine protein kinase 13)は、ヒトではPLK1遺伝子によってコードされる酵素プロテインキナーゼ)である[5]

PLK1
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1Q4K, 1Q4O, 1UMW, 2OJX, 2OU7, 2OWB, 2RKU, 2V5Q, 2YAC, 3BZI, 3C5L, 3FVH, 3HIH, 3HIK, 3KB7, 3P2W, 3P2Z, 3P34, 3P35, 3P36, 3P37, 3Q1I, 3RQ7, 3THB, 4A4L, 4A4O, 4DFW, 4E67, 4E9C, 4E9D, 4H5X, 4H71, 4HAB, 4HCO, 4HY2, 4J52, 4J53, 4LKL, 4LKM, 4O56, 4O6W, 4O9W, 4RCP, 4WHH, 4WHL, 4X9R, 4X9V, 4X9W, 2OGQ, 5J19

識別子
記号PLK1, PLK, STPK13, polo like kinase 1
外部IDOMIM: 602098 MGI: 97621 HomoloGene: 3690 GeneCards: PLK1
遺伝子の位置 (ヒト)
16番染色体 (ヒト)
染色体16番染色体 (ヒト)[1]
16番染色体 (ヒト)
PLK1遺伝子の位置
PLK1遺伝子の位置
バンドデータ無し開始点23,677,656 bp[1]
終点23,690,367 bp[1]
遺伝子の位置 (マウス)
7番染色体 (マウス)
染色体7番染色体 (マウス)[2]
7番染色体 (マウス)
PLK1遺伝子の位置
PLK1遺伝子の位置
バンドデータ無し開始点121,758,662 bp[2]
終点121,769,096 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 トランスフェラーゼ活性
ヌクレオチド結合
microtubule binding
キナーゼ活性
血漿タンパク結合
anaphase-promoting complex binding
プロテインキナーゼ結合
protein serine/threonine kinase activity
magnesium ion binding
protein kinase activity
ATP binding
identical protein binding
細胞の構成要素 細胞質基質
中心体
spindle pole
microtubule cytoskeleton
紡錘体
核質
染色体
微小管形成中心
midbody
spindle microtubule
spindle midzone
クロマチン
シナプトネマ複合体
セントロメア
細胞骨格
細胞核
動原体
細胞質
中心小体
centriolar satellite
生物学的プロセス リン酸化
negative regulation of cyclin-dependent protein serine/threonine kinase activity
タンパク質局在化の確立
synaptonemal complex disassembly
mitotic cytokinesis
negative regulation of apoptotic process
negative regulation of transcription by RNA polymerase II
homologous chromosome segregation
regulation of mitotic spindle assembly
mitotic spindle assembly checkpoint signaling
regulation of cell cycle
細胞分裂
mitotic nuclear membrane disassembly
G2/M transition of mitotic cell cycle
positive regulation of peptidyl-threonine phosphorylation
peptidyl-serine phosphorylation
microtubule bundle formation
protein ubiquitination
protein destabilization
regulation of mitotic cell cycle
positive regulation of ubiquitin-protein transferase activity
positive regulation of proteolysis
mitotic sister chromatid segregation
regulation of mitotic metaphase/anaphase transition
細胞周期
anaphase-promoting complex-dependent catabolic process
細胞増殖
regulation of protein binding
protein localization to chromatin
positive regulation of proteasomal ubiquitin-dependent protein catabolic process
female meiosis chromosome segregation
positive regulation of protein localization to nucleus
sister chromatid cohesion
regulation of cell cycle G2/M phase transition
体細胞分裂
タンパク質リン酸化
centrosome cycle
nuclear membrane disassembly
protein localization to nuclear envelope
ciliary basal body-plasma membrane docking
positive regulation of ubiquitin protein ligase activity
regulation of G2/M transition of mitotic cell cycle
regulation of cytokinesis
mitotic G2 DNA damage checkpoint signaling
protein localization to organelle
regulation of mitotic cell cycle phase transition
ubiquitin-dependent protein catabolic process
establishment of mitotic spindle orientation
regulation of protein localization to cell cortex
出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
ヒトマウス
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq
(mRNA)

NM_005030

NM_011121

RefSeq
(タンパク質)

NP_005021

NP_035251

場所
(UCSC)
Chr 16: 23.68 – 23.69 MbChr 16: 121.76 – 121.77 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

構造

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PLK1は603アミノ酸から構成され、66 kDaである。N末端キナーゼドメインに加えて、C末端には約30アミノ酸からなる保存されたpolo-box領域が2つ存在している。キナーゼ活性は少なくとも部分的にはpolo-boxによって調節されており、polo-boxは自己阻害と細胞内局在の両面で機能的に重要である[6]

局在

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間期の間、PLK1は中心体に局在する。有糸分裂の初期には、紡錘体極に結合している。組換えGFP-PLK1融合タンパク質はセントロメア/キネトコア領域に局在することから、染色体分離英語版に関与している可能性が示唆されている[7]

細胞周期の調節

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PLK1はG2/M期の移行の初期のトリガーとなる。PLK1は、G2期終盤から有糸分裂前期の序盤にかけての中心体の機能的成熟と、双極性の紡錘体構造の確立を支える。PLK1はサイクリンB/CDK1複合体を脱リン酸化し活性化するホスファターゼである、CDC25C英語版をリン酸化して活性化する。Poloキナーゼ後期促進複合体(APC)の構成要素もリン酸化し活性化する。Fizzy/Cdc20ファミリーのタンパク質によって活性化されるAPCは、M期サイクリン姉妹染色分体間の接着を維持する染色体タンパク質、後期の阻害因子を分解する細胞周期関連ユビキチンリガーゼ(E3)である。また、Poloキナーゼの基質であるAsp(ヒトではASPM英語版)は、紡錘体極やM期微小管の正確な挙動に必要不可欠な微小管結合タンパク質である。有糸分裂の終盤にはPLK1は紡錘体の中心領域に局在し、キネシン様タンパク質CHO1/MKLP1英語版と結合する。このモータータンパク質ショウジョウバエのPavarotti(PAR)と相同である[8]

酵母やマウスにおける減数分裂の研究に基づくと、ヒトのPLK1も減数分裂の調節機能を持つ可能性がある。出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeのPoloキナーゼであるCDC5は、減数第一分裂時のコヒーシンのリン酸化と除去に必要である。CDC5が枯渇した細胞では、キネトコアは第一分裂の際も紡錘体と二方向型の(bi-oriented)結合を行い、共方向型(co-oriented)の結合に必要不可欠なタンパク質であるMam1はキネトコアに結合できない。CDC5は減数第一分裂時の姉妹キネトコアの共方向性と染色体分離に関与していると考えられている[9]

腫瘍形成における役割

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PLK1は幅広い種類のがんで過剰発現しており、その発現は予後の悪さと相関していることが多い[10]。PLK1はがん抑制因子p53関連経路に関与しているようである。PLK1はp53との物理的な相互作用とリン酸化によって、トランス活性化能とアポトーシス促進機能を阻害することを示唆する証拠が得られている[11]

臨床的意義

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培養細胞でのRNAiによるPLK1の発現のサイレンシングは、KRASに発がん性変異を持つ細胞の選択的な死滅をもたらすが、正常細胞には無害である[12][13]

PLK1阻害剤ボラセルチブ英語版は、急性骨髄性白血病(AML)に対する臨床試験による評価が行われている[14]。PLK1阻害とEGFR阻害の併用は、非小細胞肺癌英語版(NSCLC)のEGFR T790M変異による薬剤耐性をin vitroin vivoで克服する[15]。 頭頸部扁平上皮癌では、AJUBA英語版の変異はPLK1阻害剤ボラセルチブを含む細胞周期阻害薬治療に対する感受性を媒介する[16]。間葉系NSCLC細胞では、PLK1がビメンチンのリン酸化を調節し、β1-インテグリンを介してc-Metの活性化をもたらす。c-Met阻害とPLK1阻害の併用は、NSCLCのin vivoモデルで有意な腫瘍縮小をもたらした[17]

リゴセルチブ英語版は実験的RAS/PI3K/PLK1阻害剤である[18]

相互作用

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PLK1は次に挙げる因子と相互作用することが示されている。

PLK1の幅広い基質特異性を説明するために構造解析が行われている[28]

出典

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  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000166851 - Ensembl, May 2017
  2. ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000030867 - Ensembl, May 2017
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関連項目

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