生物学と医学

概要

カテプシンDの二つの顔：生理的守護天使と病理的悪魔

ジーラ・ハルハリ＝エリスとメアリー・J・C・ヘンドリックス

カテプシン D (CatD) は、リソソーム加水分解酵素として発見されて以来、多くの科学者によって精査されてきました。これらの蓄積された努力により、その生合成経路、構造、および付随タンパク質が、その認識された「ハウスキーピング」機能の文脈で定義されました。しかし、過去 20 年間で、CatD は多機能酵素として登場し、本来の「ハウスキーピング」の役割を超えて、無数の生物学的プロセスに関与しています。CatD は、適切な細胞機能に不可欠な特定の基質の選択的かつ限定的な切断 (非特異的なタンパク質分解とはまったく異なる) を担っています。これらのタンパク質分解イベントは、細胞周期の進行、分化と移動、形態形成と組織リモデリング、免疫学的プロセス、排卵、受精、神経細胞の成長、血管新生、およびアポトーシスを含む生物学的プロセスの制御に重要です。 CatD の生物学的関連性と一致して、その欠乏、調節の変化、または翻訳後修飾は、がん、アテローム性動脈硬化症、神経疾患および皮膚疾患などの重要な病態の根底にあります。具体的には、CatD の調節不全な合成、翻訳後修飾、過剰分泌、およびその有糸分裂促進作用は、がんの確立された特徴です。より重要なことですが、あまり研究されていないのは、抗がん剤に対する感受性の調節におけるその重要性です。このレビューでは、正常な乳腺における CatD の翻訳後修飾、細胞輸送、分泌、およびタンパク質結合パートナーについて概説し、翻訳後修飾と結合パートナーによって決定される可能性が高い CatD の「部位特異的」機能を再確認します。注目すべきは、薬剤感受性との関連で CatD とその結合パートナーの 1 つとの関連性が強調され、個々の患者に合わせたより効果的な化学療法剤の開発に貢献できるという楽観的な見方がされていることです。