カテプシンE

カテプシンE（英: cathepsin E、EC 3.4.23.34）は、ヒトではCTSE遺伝子にコードされる酵素である^[5][6][7]。この酵素は、slow-moving proteinase、erythrocyte membrane aspartic proteinase、SMP、EMAP、non-pepsin proteinase、cathepsin D-like acid proteinase、cathepsin E-like acid proteinase, cathepsin D-type proteinaseといった名称でも知られる^{[6][8][9][10]}。

CTSE
PDBに登録されている構造 PDB オルソログ検索: RCSB PDBe PDBj PDBのIDコード一覧 1TZS
識別子
記号	CTSE, Ctse, A430072O03Rik, C920004C08Rik, CE, CatE, cathepsin E
外部ID	OMIM: 116890 MGI: 107361 HomoloGene: 37551 GeneCards: CTSE
遺伝子の位置 (ヒト) 染色体 1番染色体 (ヒト)[1] バンド データ無し 開始点 206,008,535 bp[1] 終点 206,023,909 bp[1]
遺伝子の位置 (マウス) 染色体 1番染色体 (マウス)[2] バンド データ無し 開始点 131,566,044 bp[2] 終点 131,603,243 bp[2]
RNA発現パターン さらなる参照発現データ
遺伝子オントロジー 分子機能 • ペプチダーゼ活性 • 加水分解酵素活性 • protein homodimerization activity • aspartic-type endopeptidase activity 細胞の構成要素 • エンドソーム 生物学的プロセス • protein autoprocessing • タンパク質異化プロセス • antigen processing and presentation of exogenous peptide antigen via MHC class II • タンパク質分解 出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
種	ヒト	マウス
Entrez	1510	13034
Ensembl	ENSG00000196188	ENSMUSG00000004552
UniProt	P14091	P70269
RefSeq (mRNA)	NM_001910 NM_148964 NM_001317331	NM_007799
RefSeq (タンパク質)	NP_001304260 NP_001901 NP_683865	NP_031825
場所 (UCSC)	Chr 1: 206.01 – 206.02 Mb	Chr 1: 131.57 – 131.6 Mb
PubMed検索	[3]	[4]
ウィキデータ
閲覧/編集 ヒト 閲覧/編集 マウス

Cathepsin E
識別子
EC番号	3.4.23.34
CAS登録番号	110910-42-4
データベース
IntEnz	IntEnz view
BRENDA	BRENDA entry
ExPASy	NiceZyme view
KEGG	KEGG entry
MetaCyc	metabolic pathway
PRIAM	profile
PDB構造	RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum
検索 PMC articles PubMed articles NCBI proteins

カテプシンEは動物やその他さまざまな生物にみられるプロテアーゼであり、アスパラギン酸プロテアーゼに分類される。ヒトでは、1番染色体の1q32に位置するCTSE遺伝子にコードされている^{[6][7][11][12]}。カテプシンEは細胞内に位置する非リソソーム糖タンパク質であり、主に皮膚や免疫細胞に存在する^[13]。ジスルフィド結合によって連結されたホモ二量体として機能するアスパラギン酸プロテアーゼであり、高マンノース型の糖鎖が付加されている^[14]。

カテプシンEの欠損はアトピー性皮膚炎など炎症性皮膚疾患に関与している可能性があり、その治療は体内でのタンパク質の機能や濃度の改善といった方法に依存することとなる^[15]。カテプシンEはレニンやカテプシンD（英語版）ととともに、消化管や生殖器以外の組織で合成されることが知られている数少ないアスパラギン酸プロテアーゼの1つである^[16]。

構造

カテプシンEの構造はカテプシンDやBACE1と非常によく類似しており、これら3つのタンパク質の活性部位はほぼ同一である。これらの間の差異は、活性部位周囲の微小環境にある。₉₆DTG₉₈と₂₈₁DTG₂₈₃は、酵素の活性部位に形成に寄与している。また、272番と276番、314番と351番のシステイン残基はジスルフィド結合を形成している。109番、114番の2つのシステイン残基は立体構造上近接して位置しているが、硫黄原子間の距離は3.53 Åでありジスルフィド結合を形成するには離れすぎている。活性部位の2つのアスパラギン酸残基は周囲の残基と4つの水素結合を形成している。カテプシンDやBACE1と比較してカテプシンEの特徴となるのは、Asp96とSer99の間の水素結合が存在し、またAsp281とLeu/Metとの間の水素結合が存在しないことである^[15]。

分布

カテプシンEは、消化管、リンパ組織、血液細胞、泌尿器、ミクログリアなどに分布している。さまざまな哺乳類細胞において、カテプシンEの細胞内局在はアナログであるカテプシンDとは異なっている。カテプシンEは胃の壁細胞の細胞内分泌細管（intracellular canaliculus）、肝細胞の毛細胆管、腎臓の近位尿細管細胞、腸、気管、気管支の上皮細胞、破骨細胞、赤血球においては膜に結合して存在している。抗原を提示しているB細胞、胃の主細胞、ミクロソームなどの細胞種ではエンドソーム構造への局在が観察される。また、小胞体槽（英語版）にも検出される^[14][17]。

機能

カテプシンEはタンパク質の分解、MHCクラスII経路を介した抗原のプロセシング^[12]、生理活性タンパク質の生成に重要な役割を果たしている。また、加齢、興奮性毒素によるグルタミン酸受容体の過剰刺激、前脳の一過性の虚血に伴う、神経死経路の実行にも関与していると考えられている。ラットで行われた実験では、カテプシンEは若齢ラットの脳組織ではほとんど検出されないが、老齢ラットでは線条体や大脳皮質において濃度が大幅に上昇していることが示されている。また、一過性前脳虚血から1週間後の海馬CA1領域のミクログリアや変性神経細胞でも高レベルで発現している^[17]。カテプシンEは腸上皮化生から高分化型腺癌の発生に関与している可能性がある^[14]。また、樹状細胞と関連して自己・外来タンパク質に応答したCD4レパートリーの形成に関与している^[18]。

翻訳後修飾

カテプシンEはグリコシル化されている。糖鎖修飾の性質は細胞種によって異なる。線維芽細胞中の酵素前駆体では高マンノース型のオリゴ糖が付加されているが、成熟酵素では複合型オリゴ糖が付加されている。赤血球膜では、成熟酵素と酵素前駆体の双方で複合型オリゴ糖がみられる。カテプシンEは自己触媒切断によって2つの形態が生み出され、Form1はIle54番残基から始まり、Form2はThr57番から始まる^[19]。

出典

1. GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000196188 - Ensembl, May 2017
2. GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000004552 - Ensembl, May 2017
3. Human PubMed Reference:
4. Mouse PubMed Reference:
5. “Assignment of cathepsin E (CTSE) to human chromosome region 1q31 by in situ hybridization and analysis of somatic cell hybrids”. Cytogenetics and Cell Genetics 53 (2–3): 137–9. (Aug 1990). doi:10.1159/000132914. PMID 2369841.
6. “Human gastric cathepsin E. Predicted sequence, localization to chromosome 1, and sequence homology with other aspartic proteinases”. The Journal of Biological Chemistry 264 (28): 16748–53. (October 1989). doi:10.1016/S0021-9258(19)84768-3. PMID 2674141.
7. “CTSE cathepsin E [Homo sapiens (human) - Gene - NCBI]”. www.ncbi.nlm.nih.gov. 2016年10月16日閲覧。
8. “Structural differences between rabbit cathepsin E and cathepsin D”. Biological Chemistry Hoppe-Seyler 367 (6): 523–6. (June 1986). doi:10.1515/bchm3.1986.367.1.523. PMID 3741628.
9. “Further studies on rat cathepsin E: subcellular localization and existence of the active subunit form”. Archives of Biochemistry and Biophysics 267 (1): 176–83. (November 1988). doi:10.1016/0003-9861(88)90021-5. PMID 3058036.
10. “Identification of the aspartic proteinases from human erythrocyte membranes and gastric mucosa (slow-moving proteinase) as catalytically equivalent to cathepsin E”. The Biochemical Journal 254 (3): 895–8. (September 1988). doi:10.1042/bj2540895. PMC 1135167. PMID 3058118. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1135167/.
11. “Assignment of cathepsin E (CTSE) to human chromosome region 1q31 by in situ hybridization and analysis of somatic cell hybrids”. Cytogenetics and Cell Genetics 53 (2–3): 137–9. (1990). doi:10.1159/000132914. PMID 2369841.
12. “Cathepsin E: a mini review”. Biochemical and Biophysical Research Communications 367 (3): 517–22. (March 2008). doi:10.1016/j.bbrc.2007.12.163. PMID 18178150.
13. “Characterization of new fluorogenic substrates for the rapid and sensitive assay of cathepsin E and cathepsin D”. Journal of Biochemistry 125 (6): 1137–43. (June 1999). doi:10.1093/oxfordjournals.jbchem.a022396. PMID 10348917.
14. “An immunocytochemical study on distinct intracellular localization of cathepsin E and cathepsin D in human gastric cells and various rat cells”. Journal of Biochemistry 110 (6): 956–64. (December 1991). doi:10.1093/oxfordjournals.jbchem.a123696. PMID 1794985.
15. “Modeling the tertiary structure of human cathepsin-E”. Biochemical and Biophysical Research Communications 331 (1): 56–60. (May 2005). doi:10.1016/j.bbrc.2005.03.123. PMID 15845357.
16. “Generation of human endothelin by cathepsin E”. FEBS Letters 273 (1–2): 99–102. (October 1990). doi:10.1016/0014-5793(90)81060-2. PMID 2226872.
17. “New functional aspects of cathepsin D and cathepsin E”. Molecules and Cells 10 (6): 601–11. (December 2000). doi:10.1007/s10059-000-0601-8. PMID 11211863.
18. “The expression and function of cathepsin E in dendritic cells”. Journal of Immunology 174 (4): 1791–800. (February 2005). doi:10.4049/jimmunol.174.4.1791. PMID 15699105.
19. “CTSE - Cathepsin E precursor - Homo sapiens (Human) - CTSE gene & protein”. www.uniprot.org. 2016年10月16日閲覧。

関連文献

• “[Atopic dermatitis and cathepsin E]”. Nihon Yakurigaku Zasshi. Folia Pharmacologica Japonica 122 (1): 15–20. (July 2003). doi:10.1254/fpj.122.15. PMID 12843568.
• “Effects of altered thyroid function on galactosyl diacylglycerol metabolism in myelinating rat brain”. The Journal of Biological Chemistry 252 (16): 5864–70. (August 1977). doi:10.1016/S0021-9258(17)40103-7. PMID 195962.
• “Human gastric cathepsin E gene. Multiple transcripts result from alternative polyadenylation of the primary transcripts of a single gene locus at 1q31-q32”. The Journal of Biological Chemistry 267 (3): 1609–14. (January 1992). doi:10.1016/S0021-9258(18)45989-3. PMID 1370478.
• “An immunocytochemical study on distinct intracellular localization of cathepsin E and cathepsin D in human gastric cells and various rat cells”. Journal of Biochemistry 110 (6): 956–64. (December 1991). doi:10.1093/oxfordjournals.jbchem.a123696. PMID 1794985.
• “Proteolytic activity and cleavage specificity of cathepsin E at the physiological pH as examined towards the B chain of oxidized insulin”. FEBS Letters 292 (1–2): 53–6. (November 1991). doi:10.1016/0014-5793(91)80832-N. PMID 1959628.
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• “Subcellular localization and targeting of cathepsin E”. The Journal of Biological Chemistry 269 (49): 31259–66. (December 1994). doi:10.1016/S0021-9258(18)47417-0. PMID 7983070.
• “Isolation and biochemical characterization of procathepsin E from human erythrocyte membranes”. Archives of Biochemistry and Biophysics 304 (2): 352–8. (August 1993). doi:10.1006/abbi.1993.1361. PMID 8346912.
• “Effect of mutations in the V3 loop of HIV-1 gp120 on infectivity and susceptibility to proteolytic cleavage”. AIDS Research and Human Retroviruses 9 (2): 159–66. (February 1993). doi:10.1089/aid.1993.9.159. PMID 8457383.
• “Cathepsin E in follicle associated epithelium of intestine and tonsils: localization to M cells and possible role in antigen processing”. Histochemistry 99 (3): 201–11. (March 1993). doi:10.1007/BF00269138. PMID 8491674.
• “Expression of cathepsin E in pancreas: a possible tumor marker for pancreas, a preliminary report”. International Journal of Cancer 67 (4): 492–7. (August 1996). doi:10.1002/(SICI)1097-0215(19960807)67:4<492::AID-IJC5>3.0.CO;2-N. PMID 8759606.
• “Regulation of cathepsin E expression during human B cell differentiation in vitro”. European Journal of Immunology 26 (8): 1838–43. (August 1996). doi:10.1002/eji.1830260826. PMID 8765029.
• “Cathepsin E immunoreactivity in human ocular tissues: influence of aging and pathological states”. Neuroscience Letters 240 (3): 135–8. (January 1998). doi:10.1016/S0304-3940(97)00946-4. PMID 9502222.
• “Regulation of human and mouse procathepsin E gene expression”. European Journal of Biochemistry 268 (9): 2658–68. (May 2001). doi:10.1046/j.1432-1327.2001.02159.x. PMID 11322887.
• “Identification and characterization of the potential promoter regions of 1031 kinds of human genes”. Genome Research 11 (5): 677–84. (May 2001). doi:10.1101/gr.gr-1640r. PMC 311086. PMID 11337467. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC311086/.

関連項目

• カテプシン

外部リンク

• ペプチダーゼとそのインヒビターに関するMEROPSオンラインデータベース: A01.010
• Cathepsin E - MeSH・アメリカ国立医学図書館・生命科学用語シソーラス（英語）