カルシウム結合蛋白質の進化

Evolution of calcium binding proteins

　生物に見出されるカルシウム結合蛋白質には，いくつかのタイプがある。一つは，酵素活性の発現に強固に結合したカルシウムを必要とする金属酵素，たとえば種々の起源のアミラーゼである。もう一つは，細胞外で行われる血液凝固や細胞接着に関係のあるカルシウム結合蛋白質で，γカルボキシグルタミン酸を含んでおり，プロトロンビンなどが知られている。カセインやカルセクエストリンのように，多数のカルシウムイオン（Ca^2＋）を結合するカルシウム貯蔵蛋白質といえるものもある。

　そのほか，細胞内にはCa^2＋情報伝達に働いている一群のカルシウム結合蛋白質がある。20年前に，Ca^2＋がシグナルの働きをしているとはっきりわかっていたのは，横紋筋収縮だけであった^1）。筋肉以外の細胞にまでこの考えを拡張しようと最初に主張したのはR．H．Kretsingerである。彼は，パルブアルブミンの結晶構造に基づいて，細胞内にあるカルシウム結合蛋白質の性質を次のように規定した^2）。1）細胞内でカルシウムシグナルの仲介を行う。2）数mMのマグネシウムイオンをふくむ細胞質中で，Ca^2＋にたいする結合の解離定数はμMレベルである。3）EFハンド構造をもつ（EFハンド構造についてはあとで説明する）。その後，Ca^2＋を強く結合する蛋白質が多数見出されたが，その大半はパルブアルブミンと相同の一次構造を持つEFハンド型の蛋白質であった。