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[PAD family]
PAD1; PEPTIDYLARGININE DEIMINASE 1
[別名]
PADI1; PEPTIDYLARGININE
DEIMINASE, TYPE I
PAD2; PEPTIDYLARGININE DEIMINASE 2
[別名]
PADI2; PEPTIDYLARGININE
DEIMINASE, TYPE Ⅱ
PAD3; PEPTIDYLARGININE DEIMINASE 3
[別名]
PADI3; PEPTIDYLARGININE
DEIMINASE, TYPE Ⅲ
PAD4; PEPTIDYLARGININE DEIMINASE 4
[別名]
PADI4; PEPTIDYLARGININE
DEIMINASE, TYPE Ⅳ
PAD6; PEPTIDYLARGININE DEIMINASE 6
[別名]
PADI6; PEPTIDYLARGININE
DEIMINASE, TYPE Ⅵ
キーワード
シトルリン、アルツハイマー病、GFAP、ヴィメンチン、関節リウマチ
歴史とあらまし
シトルリンは生体内に多く存在するが遺伝的に規定されていないアミノ酸の一種である。従って翻訳後修飾による産物と考えられていた。１９７７年にPADが修飾に関与することが初めて報告された。その後、遺伝子がクローニングされヒトでは５種類のisotypeが報告されている（Ref 1.）。
分子構造
PAD遺伝子はヒトでは第１染色体短腕に連鎖して存在している。脊椎動物種間ではアミノ酸配列は高度に保存されている。
機能
カルシウム存在下に分子中のアルギニン残基をシトルリン残基に転換しシトルリン化蛋白質を生成する。
老化・老年病における意義
カイニン酸を投与するとシトルリン化が生じることが発見され神経変性疾患のマーカーとなることが示唆された（Ref 2）。アルツハイマー患者脳ではPAD遺伝子発現が亢進しており、シトルリン化の著明な蓄積が認められる（Ref 3）。その際、シトルリン化される蛋白質はGFAPあるいはヴィメンチン等の細胞骨格蛋白である。水腎症・貯留性嚢胞のモデルとして片側尿管結紮を行うと糸球体ボウマン嚢上皮細胞にPAD2の発現上昇と周囲の間質にシトルリン化蛋白質が認められる（Ref 4）。関節リウマチ患者血清中にはシトルリン残基に対する自然抗体が存在しリウマチの確定診断に利用されている。さらに関節リウマチの発症にPAD4の遺伝子型が相関していることも報告されている（Ref 5）。その他、尋常性乾癬の表皮ではシトルリン化が著しく抑制されている。
Database
参考文献
1)
Ishigami A, Ohsawa T, Asaga H, Akiyama K, Kuramoto M, Maruyama N. Human
peptidyldeiminase Type II: Molecular cloning, gene organization and expression
in human skin. Archives of Biochemistry and Biophysics 407:25-31, 2002
2)
Asaga H, Ishigami A.Protein deimination in the rat brain after kainate administration: citrulline-containing
proteins as a novel marker of neurodegeneration. Neuroscience Letters 299:5-8,
2001
3)
Ishigami A, Ohsawa T, Hiratsuka M, Taguchi H, Kobayashi S, Saito Y, Murayama
S, Asaga H, Toda T, Kimura N, Maruyama N. Abnormal accumulation of citrullinated
proteins catalyzed by
peptidylarginine deiminase in hippocampal extracts from patients with
Alzheimer's disease. J
Neurosci Res. 80:120-128, 2005
4)
Feng D, Imasawa T, Nagano T, Kikkawa M, Takayanagi K, Ishigami A, Toda T,
Mitarai T, Machida T, Maruyama N. Citrullination preferentially proceeds in
glomerular Bowman's capsule and of increases in obstructive nephropathy. Kidney
Int 68:84-95, 2005
5)
Suzuki A, Yamada R, Chang X, Tokuhiro S, Sawada T, Suzuki M, Nagasaki M,
Nakayama-Hamada M, Kawaida R, Ono M, Ohtsuki M, Furukawa H, Yoshino S, Yukioka
M, Tohma S, Matsubara T, Wakitani S, Teshima R, Nishioka Y, Sekine A, Iida A,
Takahashi A, Tsunoda T, Nakamura Y, Yamamoto K. Functional haplotypes of PADI4,
encoding citrullinating enzyme peptidylarginine deiminase 4, are associated with
rheumatoid arthritis.
作成者
石神昭人、丸山直記 080408
Update Oct 07, 2008