C2ドメインカルシウム結合モチーフ：構造的および機能的多様性

C2ドメインは、CA（2+）の長さが約130残基のCa（2+） - プロテインキナーゼCの依存性アイソフォームで最初に同定されたCa（2+） - C2ドメインの単一および複数のコピーで依存するアイソフォームであり、ますます多くの数で同定されています。細胞膜と相互作用し、膜輸送、脂質秒秒メッセンジャーの生成、GTPaseの活性化、タンパク質リン酸化の制御など、幅広い重要な細胞内プロセスを媒介する真核生物シグナル伝達タンパク質。グループとして、C2ドメインは、Ca2+、リン脂質、イノシトールポリリン酸、および細胞内タンパク質を含むさまざまなリガンドおよび基質を結合するという顕著な特性を示します。この機能的多様性を拡大することは、C2ドメインを含むすべてのタンパク質がCa2+によって調節されているわけではないという事実であり、一部のC2ドメインが純粋に構造的な役割を果たす可能性があるか、Ca2+に結合する能力を失った可能性があることを示唆しています。現在のレビューでは、C2ドメインの構造と機能に関して現在利用可能な情報を要約し、65 C2ドメイン一次構造の新しいシーケンスアラインメントを提供します。このアラインメントは、C2ドメインがシナプトタグミン1およびホスホイノシチド特異的ホスホリパーゼC-DELTA 1のC2ドメインの最近の結晶構造によって示される2つの異なるトポロジーフォールドを形成することを予測しています。アラインメントは、C2ドメインの折り目に重要であるか、Ca2+結合と調節に必要な残基を強調しています。

The C2 domain is a Ca(2+)-binding motif of approximately 130 residues in length originally identified in the Ca(2+)-dependent isoforms of protein kinase C. Single and multiple copies of C2 domains have been identified in a growing number of eukaryotic signalling proteins that interact with cellular membranes and mediate a broad array of critical intracellular processes, including membrane trafficking, the generation of lipid-second messengers, activation of GTPases, and the control of protein phosphorylation. As a group, C2 domains display the remarkable property of binding a variety of different ligands and substrates, including Ca2+, phospholipids, inositol polyphosphates, and intracellular proteins. Expanding this functional diversity is the fact that not all proteins containing C2 domains are regulated by Ca2+, suggesting that some C2 domains may play a purely structural role or may have lost the ability to bind Ca2+. The present review summarizes the information currently available regarding the structure and function of the C2 domain and provides a novel sequence alignment of 65 C2 domain primary structures. This alignment predicts that C2 domains form two distinct topological folds, illustrated by the recent crystal structures of C2 domains from synaptotagmin 1 and phosphoinositide-specific phospholipase C-delta 1, respectively. The alignment highlights residues that may be critical to the C2 domain fold or required for Ca2+ binding and regulation.