MAP2K1

MAP2K1 (MEK1)

MAP2K1（エムエーピーツーケーワン）は、mitogen-activated protein kinase kinase 1の略称であり、MEK1（メックワン）という別名でも知られています。このタンパク質は、ヒトにおいては`MAP2K1`遺伝子によってその情報がコードされています。MAP2K1は、二重特異性プロテインキナーゼと呼ばれる酵素群の一員であり、細胞内でシグナルを伝える重要な役割を担っています。

機能

MAP2K1タンパク質は、細胞内シグナル伝達において、MAPキナーゼカスケードと呼ばれる一連のタンパク質リン酸化反応経路の中心的な構成要素として機能します。特に、細胞外シグナル調節キナーゼ（ERK）としても知られるMAPキナーゼの上流に位置する「MAPキナーゼキナーゼ」（MEK）として働きます。

細胞の内外から様々な刺激シグナル（増殖因子、ストレスなど）を受け取ると、MAP2K1はそのシグナルに応答して活性化されます。活性化されたMAP2K1は、その下流にあるMAPキナーゼ（ERKなど）をリン酸化し、MAPキナーゼの酵素活性を刺激します。これにより、シグナルがさらに下流へと伝達されていきます。

MAPキナーゼシグナル伝達経路は、細胞の生存、増殖、分化、遺伝子の転写調節、細胞周期の制御、そして生物個体の発生といった、生命活動における数多くの基盤的な細胞プロセスに不可欠です。MAP2K1は、この重要な経路において、シグナルの流れを制御する要として機能しています。

MAP2K1の機能異常や過剰な活性化は、細胞の制御不能な増殖を引き起こすことがあるため、様々ながんの発生や進行に関与していることが知られています。実際に、ヒトの報告されている全てのがんのうち、約1%において`MAP2K1`遺伝子に変異や発現異常といった変化が認められることが報告されています。

減数分裂との関連

MAP2K1は、細胞分裂、特に生殖細胞を形成する際の減数分裂においても特異的な役割を果たします。二倍体生物のゲノムは、自然集団において挿入や欠失などの構造的な違い（多型）に富んでいます。減数分裂中にDNAの二本鎖切断が生じた際に、もしその位置が相同染色体間で配列が一致しない（多型である）領域だった場合、正確な修復のためには相同染色体間での組換え（乗換え）ではなく、全く同じ遺伝情報を持つ姉妹染色分体間での交換（姉妹染色分体交換; SSC）によって修復される必要があります。

MAP2K1（MEK1）は、減数分裂期の染色体軸に結合するキナーゼとして機能し、この姉妹染色分体交換（SSC）のプロセスに関与することが示唆されています。MEK1は、SSCを完全に防ぐわけではありませんが、その発生頻度を抑制する働きを持つと考えられています。

MEK1の機能が失われたり低下したりすると、姉妹染色分体間でのDNA二本鎖切断修復が促進され、この修復過程の中間体であるホリデイジャンクションの形成が増加することが観察されています。これは、MEK1が通常、姉妹染色分体間の組換えを適切なレベルに制御していることを示唆しています。

MEK1の正常な働きによって姉妹染色分体間の組換えは制御されますが、このタイプの組換え自体は珍しいものではなく、例えば出芽酵母の減数分裂時などでは比較的頻繁に発生します（ただし、通常の有糸分裂時よりは頻度は低いです）。酵母における減数分裂の全てのDNA組換えイベントのうち、最大で3分の1が姉妹染色分体間で発生することが報告されており、MEK1はこの重要な修復・組換えプロセスを調節する役割を担っていると考えられています。

相互作用

MAP2K1は、細胞内で機能を発揮するために他の様々なタンパク質と相互作用します。これまでに、c-Raf、PEBP1、MAP2K1IP1、GRB10、MAPK3（ERK1）、MAPK8IP3、MAPK1（ERK2）、MAP3K1（MEKK1）といったタンパク質との相互作用が報告されています。これらの相互作用は、MAPキナーゼカスケードにおけるシグナルの伝達や調節において重要です。

関連情報

MAP2K1の異常は、特定の遺伝性疾患との関連も指摘されています。例えば、ヌーナン症候群（Noonan syndrome）や心顔皮膚症候群（Cardiofaciocutaneous syndrome）といった、RAS/MAPK経路の構成要素の異常によって引き起こされる発達障害に関連する疾患の研究においても、MAP2K1の役割が注目されています。

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