アシル化とプレニル化の大きな違いは、アシル化が脂肪酸をタンパク質に共有結合させることであるのに対し、プレニル化はプレニル基をタンパク質に共有結合させることである点である。

翻訳後修飾とは、タンパク質が最初に合成された後に起こるタンパク質の修飾の一種である。機構にはいくつかの種類があります。アシル化およびプレニル化は、細胞内外の膜に結合するためのタンパク質の脂質基の共有結合による修飾の2つのタイプである。プレニル化の際、タンパク質にファルネシル基やゲラニル基などのプレニル基が付加される。アシル化反応では、脂肪酸はタンパク質と共有結合している。真核細胞では、多くのタンパク質がアシル化およびプレニル化を受けている。このように、修飾されたタンパク質は、膜輸送、タンパク質分泌、シグナル伝達、アポトーシスなど、多くの生物学的経路を制御しているのです。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. アシル化とは 3. 前酸化とは 4. アシル化と前酸化の類似点 5. 横並び比較 - 表形式アシル化と前酸化 6. まとめ

アシル化は何ですか？

アシル化とは、タンパク質に脂肪酸を共有結合でくっつけることである。翻訳後修飾である。アシル化する際に、脂肪酸鎖の種類や種類があります。これに基づくアシル化には、N末端のミリストイル化（N-アシル化）とパルミトシル化（S-アシル化）の2種類がある。

図01：アシル化

N-アシル化またはN-末端ミリストイル化とは、N-末端のグリシン残基にアミド結合を介してミリストレイン酸（炭素数14の飽和脂肪酸）を結合させることである。これは不可逆的なプロセスです。一方、S-アシル化あるいはパルミトイル化は、長鎖飽和脂肪酸であるパルミチン酸がチオエステル結合を介してシステイン残基に共有結合で結合することである。パルミトイル化は、タンパク質の可逆的な翻訳後修飾である。パルミトイル化は、細胞内移行、細胞内局在、タンパク質間およびタンパク質-脂質間の相互作用を制御している。

前酸性化（プリニレーション）は何ですか？

プレ酸 化はタンパク質の翻訳後修飾である。これは、タンパク質に疎水基を付加するものである。通常、標的タンパク質のC末端システインには、ファルネシル基とゲラニル基の2種類のプレニル基が付加される。細胞内のファルネシル化は3つの酵素が触媒する。ファルネシルトランスフェラーゼ、Caaxプロテアーゼ、ゲラニルトランスフェラーゼである。

図02：プレニル基

タンパク質のプレニル化は、イソプレン様結合に始まり、タンパク質の加水分解、C末端のペンタジエニル化システインのメチルエステル化という3つのステップを経て進行する。前酸性化は、タンパク質相互作用やタンパク質膜相互作用を媒介する重要なプロセスである。

アシル化とプレニル化の共通点

• アシル化とプレニル化は翻訳後修飾の2つのタイプである。
• いずれもタンパク質に疎水的な修飾を行うプロセスである。

アシル化とプレニル化の違い

脂肪酸残基とシステイン残基はそれぞれ共有結合している。プレアシル化とは、特定のタンパク質のカルボキシル末端またはその近傍のシステインに、チオエーテル結合を介してファルネシル基またはゲラニル基を共有結合で付加させることである。これがアシル化とプレニル化の重要な違いなんですね。

アシル化とプレニル化の違いについては、以下のインフォグラフィックで詳しく説明しています。

概要 - アシル化 vs. プレニル化

アシル化とプレニル化は、タンパク質の翻訳後修飾の一つである。アシル化とは、タンパク質に脂肪酸を共有結合させることである。ペンタジエニル化とは、タンパク質にペンタジエニル基を付加することである。脂肪酸もアクリレート基も、タンパク質の疎水性修飾剤である。アシル化反応では、ミリスチン酸やパルミチン酸が脂肪酸修飾基としてよく使われる。プレニル化では、修飾基としてファルネシル基やゲラニル基が使用される。脂肪酸アシル化は、細胞内輸送、細胞内局在、タンパク質-タンパク質およびタンパク質-脂質相互作用を制御している。プレアシル化は、タンパク質相互作用やタンパク質膜相互作用を媒介する重要なプロセスである。そこで、アシル化とプレニル化の違いについてまとめてみました。

引用

1Witt, Michael and Michael F.G. Schmidt."Fatty Acid Acylation of Proteins", Springer, Berlin, Heidelberg, 1970年1月1日, ここで入手可能です。Pasulaidsay, Charuta C. and Mark D. Distefano."タンパク質のプレニル化：酵素、治療薬、バイオテクノロジーへの応用"アメリカ化学会ケミカルバイオロジー、10巻、1号、2014年、51-62頁。American Chemical Society (ACS), doi:10.1021/cb500791f. accessed 30 September 2020.2 Pasulaidsai, Charuta C. and Mark D. Distefano."タンパク質のプレニル化：酵素、治療薬、バイオテクノロジーへの応用"アメリカ化学会ケミカルバイオロジー、10巻、1号、2014年、51-62頁。アメリカ化学会(ACS), doi:10.1021/cb500791f. Accessed September 30, 2020.