パントテン酸キナーゼ

パントテン酸キナーゼ (Pantothenate kinase)

パントテン酸キナーゼ (Pantothenate kinase; EC 2.7.1.33) は、生命活動に不可欠な分子である補酵素A (Coenzyme A, CoA) の生合成経路において、鍵となる役割を果たす酵素群です。細胞がエネルギーを生み出すクエン酸回路、脂肪酸代謝、タンパク質の修飾など、細胞内の多様な代謝経路で重要な役割を果たす補酵素Aは、ビタミンB5とも呼ばれるパントテン酸から合成されます。

パントテン酸キナーゼは、この補酵素A合成経路の最初の段階を触媒します。具体的には、アデノシン三リン酸 (ATP) をエネルギー源として利用し、パントテン酸の分子にリン酸基を付加する「リン酸化」という化学反応を進めます。この反応の結果、パントテン酸は4'-ホスホパントテン酸へと変換されます。この4'-ホスホパントテン酸が、引き続く補酵素A合成段階の基質となります。パントテン酸キナーゼによるこの最初のリン酸化反応は、補酵素Aの細胞内濃度を調節する上で、最も重要かつ律速段階（全体の反応速度を決定する段階）であると考えられており、その存在意義の大きさが示されています。

ヒトを含む多くの生物において、パントテン酸キナーゼ活性を持つ酵素は一つだけではなく、複数の種類が存在します。これらの酵素は、遺伝子ファミリーとして「PANK」と呼ばれ、少なくとも4種類のアイソフォーム（PANK1、PANK2、PANK3、PANK4）が確認されています。それぞれが異なる組織での分布や性質を持ち、細胞内の多様な生理機能や環境変化への対応に関与していると考えられています。

PANKファミリーの中で、特にPANK2をコードする遺伝子に変異が生じると、神経系に重篤な影響を及ぼすことが明らかになっています。PANK2機能の欠損または低下は、神経組織における補酵素Aの合成不全を招き、細胞の機能障害や神経細胞の変性を引き起こします。このPANK2遺伝子変異によって引き起こされる進行性の神経変性疾患は、「パントテン酸キナーゼ関連神経変性症 (Pantothenate Kinase-Associated Neurodegeneration; PKAN)」と呼ばれています。かつては「ハラーフォルデン・スパッツ症候群 (Hallervorden–Spatz syndrome)」という名称で知られていましたが、病態の理解が進むにつれて、原因遺伝子に基づいた現在の名称に変更されました。PKANは、特に運動機能の障害（ジストニア、パーキンソン病様の症状など）や認知機能の低下などを引き起こし、徐々に進行していく難病です。

パントテン酸キナーゼは、細胞のエネルギー代謝や様々な生化学反応に不可欠な補酵素Aの合成を担う要石となる酵素であり、その機能が、特にPANK2において失われることは、神経系に深刻なダメージを与えるパントテン酸キナーゼ関連神経変性症という疾患を招き、生命活動におけるこの酵素の極めて重要な役割を改めて示しています。

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