SH2ドメイン

SH2ドメイン（Src homology 2 domain）は、細胞内で機能する多くのタンパク質に見られる、およそ100個のアミノ酸残基から構成される特定の構造部位です。このドメインは、当初、がん関連遺伝子に由来するタンパク質であるSrcやFpsに見出された共通配列として特定されました。その後、細胞内で情報伝達に関わる数多くのタンパク質にも同様の構造が存在することが明らかになり、その重要性が認識されるようになりました。

SH2ドメインの最も特徴的な機能は、特定のリン酸化されたチロシン残基に対して高い親和性を持って結合することです。これは、現在知られているリン酸化チロシン認識ドメインの中でも最大規模のグループを形成しています。細胞内で情報伝達のスイッチとして機能するリン酸化チロシンは、主にチロシンキナーゼと呼ばれる酵素の働きによって生成されます。このように、チロシンキナーゼによるチロシンのリン酸化は、SH2ドメインを持つタンパク質が標的分子に結合するための重要な合図となります。興味深いことに、真核生物の進化の歴史をたどると、チロシンキナーゼとSH2ドメインはほぼ同時期に出現したと考えられており、この事実は両者の機能的な結びつきの深さを物語っています。

SH2ドメインの進化的な起源を探ると、驚くべき多様性が確認できます。酵母にはSH2ドメインが存在しないことから、このドメインは原生動物と変形菌が出現した頃に誕生したと考えられています。バイオインフォマティクスの手法を用いた研究からは、ヒトには110種類以上のタンパク質に合計で120個を超えるSH2ドメインが存在することが明らかになっており、進化の過程で急速にその数を増やしてきたことが示されています。マウスにおいても、多くのSH2ドメインの立体構造が解明されており、特定のSH2ドメインを欠損させた（ノックアウト）マウスを用いた研究なども精力的に進められています。

SH2ドメインが関与する機能は多岐にわたりますが、その中心は細胞内シグナル伝達の調節です。多くのシグナル伝達に関わるタンパク質は、細胞内での正確な位置取り（細胞内局在）や、自身の持つ酵素活性の発現などを、このようなタンパク質間の相互作用によって制御されています。SH2ドメインがリン酸化チロシンを含む様々なタンパク質と結合することで、これらの調節機構が機能し、細胞は外部からの刺激に対して適切に応答することができます。SH2ドメインの発見とその多様な役割の解明は、生物がどのようにして複数のタンパク質ドメイン間の複雑な相互作用を活用して、精緻なシグナル伝達ネットワークを構築しているのか、という生命科学における重要な概念の確立につながりました。SH2ドメインは、細胞の増殖、分化、運動など、生命活動の根幹に関わるシグナル伝達において、不可欠な役割を担う重要な分子ツールと言えます。

もう一度検索