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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2015/01/08 15:06:15」(JST)

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プレニル化反応（Prenylation）とは、疎水性のプレニル基をタンパク質に付加する反応のことである。プレニル基はグリコシルホスファチジルイノシトールなどのように、タンパク質の細胞膜への結合を促進すると考えられている。

プレニル基

プレニル基とは、炭素数5のイソプレン単位で構成される構造単位の総称で、各プレニル基にはイソプレン単位数によって次の表のような呼び名がついている。

プレニル基の名称
イソプレン単位数	炭素数	プレニル基の名称
1	C₅	ジメチルアリル基
2	C₁₀	ゲラニル基
3	C₁₅	ファルネシル基
4	C₂₀	ゲラニルゲラニル基
5	C₂₅	ゲラニルファルネシル基
6	C₃₀	ヘキサプレニル基
8	C₄₀	オクタプレニル基
10	C₅₀	デカプレニル基

母核となる有機化合物の生理活性が、プレニル基がヒゲのように修飾する長さや位置の違いによってさまざまに変化することが知られている。

タンパク質のプレニル化

タンパク質のプレニル化は、プレニル基がタンパク質のC末端のシステイン残基に結合することによって起こる。細胞内でのプレニル化には3つの酵素が関与する。

ファルネシルトランスフェラーゼとゲラニルゲラニルトランスフェラーゼI

ファルネシルトランスフェラーゼとゲラニルゲラニルトランスフェラーゼIはとてもよく似たタンパク質である。両方とも2つのサブユニットからなり、αサブユニットは共通しているが、βサブユニットの相同性はちょうど25%である。これらの酵素は標的タンパク質のC末端のCaaXボックスを認識する。Cはプレニル化されたシステイン残基、aは任意の脂肪族アミノ酸、そしてXがどちらの酵素が作用するか決定するアミノ酸である。

Rabゲラニルゲラニルトランスフェラーゼ

RabゲラニルゲラニルトランスフェラーゼまたはゲラニルゲラニルトランスフェラーゼIIは、Rabタンパク質のC末端に2つのゲラニルゲラニル基を転移する。Rabタンパク質のC末端は長さも配列も様々で、超可変領域と言われる。このためRabタンパク質はCaaXボックスのような、酵素が認識できるコンセンサス配列を持たない。その代わりRabタンパク質には保存領域の多いRabエスコートタンパク質が結合していて、Rabゲラニルゲラニルトランスフェラーゼはこの部分を認識する。Rabタンパク質がプレニル化されて脂質のアンカーが付けられると、Rabタンパク質は水に溶けなくなり、細胞膜上に留められる。

ゲラニルゲラニルピロリン酸とファルネシルピロリン酸のイソプレノイド鎖はメバロン酸経路によって作られたメバロン酸が由来である。5炭素の前駆体を組み合わせることで、ゲラニルピロリン酸（10炭素）、ファルネシルピロリン酸（15炭素）、ゲラニルゲラニルピロリン酸（20炭素）が作られる。2つのファルネシルピロリン酸からはコレステロールの前駆体であるスクアレンが作られることがある。これはメバロン酸経路の阻害剤であるスタチンによってコレステロールやイソプレノイドの生合成が止まることを意味する。

メバロン酸経路では、前駆体の中に最初からイソプレノイドの合成に必要なピロリン酸基が含まれている。ファルネソールなどのイソプレノイドにピロリン酸が付加される酵素機構は明らかではないが、ファルネソールがスタチンによって起こる病気に効くことから、プレニル化にはアルコールが関与すると考えられている。

プレニル化を受けるRasタンパク質はがんの進行に大きな役割を果たす。このことは、プレニル化を引き起こす酵素の阻害剤が腫瘍の成長に影響を与えられる可能性を示唆する。

またトリパノソーマやマラリアなどの感染を止めるためにもファルネシルトランスフェラーゼの阻害剤が使われる。このような寄生虫はゲラニルゲラニルトランスフェラーゼIを欠いているためにヒトよりもファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤の作用を受けやすいため、感染が抑えられる。さらにファルネシルトランスフェラーゼはマウスのハッチンソン・ギルフォード・プロジェリア症候群を抑える効果があったことも報告されている。

UpToDate Contents

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1. 高IgD症候群：病態生理 hyperimmunoglobulin d syndrome pathophysiology
2. D型肝炎ウイルス感染の治療および予防 treatment and prevention of hepatitis d virus infection

Japanese Journal

新しいトリプトファン代謝経路を放線菌から発見 : 放線菌由来プレニル化インドールの生合成経路の解明

化学と生物 : 日本農芸化学会会誌 : 生命・食糧・環境 52(3), 148-150, 2014-03
NAID 40020006134

植物の化学防御物質フラノクマリン類の生合成に関与するプレニル化酵素

棟方涼介,矢崎一史
バイオサイエンスとインダストリー 72(4), 312-314, 2014
NAID 40020155026

B6 プレニル化促進物質は窒素含有ビスホスホネート製剤(NBP)による破骨細胞分化阻害を回復させる(一般口演4,第40回福岡歯科大学学会総会抄録)

長岡良礼,鍛冶屋浩,府川晃久,佐々木三奈,来海慶一郎,大関悟,池邉哲郎,福島秀文,岡本富士雄,岡部幸司
福岡歯科大学学会雑誌 39(増補), 32, 2013-12-05
NAID 110009685760

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