細胞内リン脂質代謝と情報伝達

Membrane phospholipid metabolism in signal transduction.

はじめに

　動物細胞は，ホルモンや神経伝達物質など（アゴニスト）から外来情報を受け取り，それぞれの細胞に特有の機能を発現する。多くの外来情報は，アゴニストが細胞膜受容体に結合することによって認識され，細胞内でセカンドメッセンジャーが産生されることにより細胞内へ伝達される。その後，セカンドメッセンジャーは，種々の生化学的カスケード反応を介して細胞機能へと連携する。現在，セカンドメッセンジャーとして取り扱われているものは，古典的なサイクリックAMP（cAMP）以外に，ジアシルグリセロール（DG），イノシトール1，4,5-三リン酸（IP₃），アラキドン酸（AA），およびホスファチジン酸（PA）が挙げられる。セカンドメッセンジャーは，受容体とカップルした情報変換酵素により産生される。上記のセカンドメッセンジャーを産生する情報変換酵素は，cAMPを産生するアデニル酸シクラーゼ以外はすべてリン脂質分解酵素である。すなわちDGとIP₃は，ホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸（PIP₂）からPIP₂-特異的ホスホリパーゼC（PI-PLC）により，AAはAA含有リン脂質からホスホリパーゼA₂（PLA₂）により，PAは主にホスファチジルコリン（PC）からホスホリパーゼD（PLD）によって産生される（図1）。以前はPIP₂のみが機能リン脂質とよばれていたが，現在では，その他のいくつかの膜構成リン脂質も機能リン脂質とよばれるようになった。

　ここ数年，これらのセカンドメッセンジャーの生理的役割や，情報変換酵素の活性調節機構が精力的に研究されており，その発展には著しいものがある。本稿では，これらの情報変換酵素としてのリン脂質分解酵素について，現在までに得られている知見とわれわれのデータを紹介する。

External signals such as hormones, neurotransmitters and other molecules are transmitted into cells through several signal transduction pathways, resulting in the production of second messengers, to exert their biological actions. Many second messengers are poduced from membrane phospholipids by the action of phospholipases, effector enzymes. The well-known phospholipase as an effector enzyme is phosphoinositide-specific phospholipase C which produces two second messengers, inositol 1,4,5-tris-phosphate and diacylglycerol. Phospholipase A₂ also seems to be an effector enzyme, since arachidonic acid produced by this enzyme from arachidonate-containing phospholipids acts as a putative second messenger. In addition, it has been found that phospholipae D couples with agonist receptors to produce phosphatidic acid which has second messegner-like activity. In this review, characteristics of these phospholipases and their activation mechanisms in response to agonists are described.