インテグリン結合キナーゼ

ILK
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
	4HI9, 2KBX, 3F6Q, 3IXE, 3KMU, 3KMW, 3REP, 4HI8
識別子
記号	ILK, HEL-S-28, ILK-1, ILK-2, P59, p59integrin linked kinase
外部ID	OMIM: 602366 MGI: 1195267 HomoloGene: 3318 GeneCards: ILK
遺伝子の位置 (ヒト)
染色体	11番染色体 (ヒト)
終点	6,610,874 bp
遺伝子の位置 (マウス)
染色体	7番染色体 (マウス)
終点	105,392,132 bp
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	• トランスフェラーゼ活性; • ヌクレオチド結合; • protein kinase activity; • SH3 domain binding; • キナーゼ活性; • integrin binding; • protein serine/threonine kinase activity; • 血漿タンパク結合; • ATP binding; • プロテインキナーゼ結合; • シグナルトランスデューサー活性;
細胞の構成要素	• cell projection; • 膜; • cell-cell junction; • 細胞膜; • サルコメア; • 核質; • dendritic shaft; • 細胞結合; • soma; • 終末ボタン; • 神経繊維; • コスタメア; • 膜状仮足; • 張力線維; • 細胞質; • 細胞質基質; • 焦点接着;
生物学的プロセス	• fibroblast migration; • negative regulation of neuron apoptotic process; • negative regulation of smooth muscle cell proliferation; • neuron projection morphogenesis; • positive regulation of protein kinase B signaling; • regulation of actin cytoskeleton organization; • positive regulation of MAP kinase activity; • Akt/PKBシグナル経路; • protein heterooligomerization; • negative regulation of protein kinase activity; • リン酸化; • myelin assembly; • positive regulation of cell-matrix adhesion; • positive regulation of cell migration; • positive regulation of canonical Wnt signaling pathway; • Schwann cell development; • negative regulation of neural precursor cell proliferation; • outflow tract morphogenesis; • negative regulation of smooth muscle cell migration; • negative regulation of apoptotic process; • myelination in peripheral nervous system; • positive regulation of axonogenesis; • positive regulation of transcription, DNA-templated; • タンパク質リン酸化; • negative regulation of cardiac muscle cell apoptotic process; • branching involved in ureteric bud morphogenesis; • positive regulation of osteoblast differentiation; • positive regulation of dendrite morphogenesis; • cell projection organization; • positive regulation of myoblast differentiation; • peptidyl-serine phosphorylation; • establishment or maintenance of epithelial cell apical/basal polarity; • regulation of cell growth; • positive regulation of cell population proliferation; • positive regulation of BMP signaling pathway; • integrin-mediated signaling pathway; • substrate adhesion-dependent cell spreading; • positive regulation of phosphorylation; • cell-matrix adhesion; • 細胞増殖; • positive regulation of axon extension; • platelet aggregation; • nerve development; • positive regulation of MAPK cascade; • cell junction assembly; • MAPK cascade; • 多細胞個体の発生; • supramolecular fiber organization; • tumor necrosis factor-mediated signaling pathway; • positive regulation of NIK/NF-kappaB signaling;
	出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
	3611
	16202
	ENSG00000166333
	ENSMUSG00000030890
	Q13418
	O55222
	NM_001014794; NM_001014795; NM_001278441; NM_001278442; NM_004517
	NM_001161724; NM_010562
	NP_001014794; NP_001014795; NP_001265370; NP_001265371; NP_004508
	NP_001155196; NP_034692
	ウィキデータ
閲覧/編集ヒト	閲覧/編集マウス

インテグリン結合キナーゼまたはインテグリン連結キナーゼ（インテグリンけつごう/れんけつキナーゼ、英: integrin-linked kinase、略称: ILK）は、ヒトではILK遺伝子にコードされるタンパク質であり、インテグリンを介したシグナル伝達に関与している。ILK遺伝子の変異は、心筋症と関係している^[5]^[6]。59 kDaのタンパク質であり、インテグリンβ1をベイトタンパク質とした酵母ツーハイブリッド法によって同定された^[7]。ILKは、細胞遊走、増殖、接着など複数の細胞機能と関係していることが知られている。

ILKはRaf様キナーゼのサブファミリーである。ILKの構造は、N末端の5つのアンキリンリピート、ホスホイノシチド結合モチーフ、C末端の触媒ドメインという3つの構造的特徴を持つ^[8]。インテグリンは酵素活性を欠いており、タンパク質へのシグナル伝達はアダプタータンパク質に依存している^[8]。ILKはβ1、β3インテグリンの細胞質ドメインに結合する^[9]。ILKはセリン/スレオニンキナーゼであることが記載されているものの^[7]、キナーゼ活性に重要なモチーフは未同定である^[9]。ILKは発生の調節や組織の恒常性に関与していると考えられているが、ハエ、線虫、マウスではILKのキナーゼ活性はこれらの過程に必要ではない^[9]。

動物のILKは筋肉の発達を制御するPINCH-parvin複合体に結合している^[9]。ILKを欠失したマウスは組織的な筋細胞の発生が行われないため胚性致死となる^[9]。哺乳類ではILKは触媒活性を欠くが、フォーカルアドヒージョン（英語版）の足場タンパク質の機能をサポートする^[9]。動物とは異なり、植物には複数のILKの遺伝子が存在する^[10]。ILKは発がん性を有することが知られており、セリン/スレオニンホスファターゼの活性を制御する^[9]。

主な特徴

インテグリンを介した細胞外マトリックスのシグナルの伝達は細胞内と細胞外の機能に影響を与え、そしてそれにはインテグリンの細胞質ドメインと細胞内タンパク質との相互作用が必要なようである。ILKはβ1インテグリンの細胞質ドメインと相互作用する。この遺伝子には選択的スプライシングによる複数のバリアントが報告されている^[11]。C末端のキナーゼドメインは実際にはアダプター機能をもつ偽キナーゼであることが示されている^[12]^[13]^[14]。ILKは中心体に局在し、紡錘体の組織化を調節していることが判明している^[15]。

ILKは次に挙げる因子と相互作用することが示されている。

植物のILK1の機能

ILKは多くの膜貫通受容体と相互作用し、さまざまなシグナル伝達カスケードを調節する機能を果たす^[7]。ILK1は大部分の植物の根系に存在し、細胞膜と小胞体に局在して膜を越えたイオンの輸送に関与している^[10]。植物のILK1にはキナーゼ活性があり、浸透圧ストレスと塩ストレスの制御、栄養素の取り込みの制御、病原体の検知を担う^[23]。

浸透圧・塩ストレス

ILK1は高浸透圧ストレス感受性と関連しており^[23]、高塩濃度溶液中での塩ストレスを低減する^[10]。発生中での高塩濃度への曝露の有無にかかわらず、ILK1の濃度は比較的一定である^[23]。高塩濃度下ではK⁺の蓄積は低下すると考えられてきたが^[24]、K⁺の恒常性は高塩濃度条件でも影響を受けず、高塩ストレスの期間中もILK1の存在下でK⁺濃度は既存のレベルに維持される。22アミノ酸からなり、病原体関連分子パターン（PAMP）として機能するフラジェリンペプチドflg22による根の成長阻害にはカリウムの輸送が必要であり、ILK1の機能を欠損した変異体では比較的大きなカリウムの喪失が見られた^[23]。

栄養素の取り込み

K⁺は植物細胞の浸透圧、膜電位の維持、膨圧を担い、気孔の運動や植物内の細管の成長を媒介する^[25]。光合成や他の代謝経路もカリウムによって制御されている^[25]。十分なK⁺の取り込みが行われない場合には、PAMPが活性化される。カルモジュリン、具体的にはCML9がILK1と相互作用して細胞内のカリウムレベルを調節する重要な遺伝子として発見されている。CML9は主にCa²⁺を調節するが、未同定のK⁺/Ca²⁺流入チャネルとも関連している^[10]。CML9とILK1との間には相互作用が存在することが知られており、CML9の添加によってILK1の自己リン酸化は消失する^[23]。

病原体の検知

ILK1は細菌病原体に対する耐性を促進することが知られている^[10]。ILK1は苗のflg22感受性に必要である。触媒的に不活性型のILK1が接種された植物は活性型のILK1が接種された植物よりも細菌感染に弱く、ILK1が細菌の病原体の検出に必要であることが示唆されている。ILK1は病原菌の検出には関与している一方で、それによって誘導される防御機構には利用されていない^[23]。

ILK1は、MPK3やMPK6のリン酸化を介してPAMPへの応答や基底レベルの免疫応答を高め、活性酸素種の産生にも独立して作用する。また、HAK5（英語版）などの高親和性カリウム取り込みトランスポーターもflg22シグナルの伝達に不可欠であることが判明している^[23]。HAK5はカリウムレベルが低いときに機能する^[23]。flg22に対する応答として、HAK5はILK1とともに細胞膜を脱分極させてイオンの恒常性を媒介し、成長やその抑制などの短期的・長期的な作用を助けることが示されている^[23]。

出典

^ ^a ^b ^c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000166333 - Ensembl, May 2017
^ ^a ^b ^c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000030890 - Ensembl, May 2017
^ Human PubMed Reference:
^ Mouse PubMed Reference:
^ Brodehl, Andreas; Rezazadeh, Saman; Williams, Tatjana; Munsie, Nicole M.; Liedtke, Daniel; Oh, Tracey; Ferrier, Raechel; Shen, Yaoqing et al. (2019-02-15). “Mutations in ILK, encoding integrin-linked kinase, are associated with arrhythmogenic cardiomyopathy”. Translational Research 208: 15–29. doi:10.1016/j.trsl.2019.02.004. ISSN 1878-1810. PMC 7412573. PMID 30802431.
^ Knöll, Ralph; Postel, Ruben; Wang, Jianming; Krätzner, Ralph; Hennecke, Gerrit; Vacaru, Andrei M.; Vakeel, Padmanabhan; Schubert, Cornelia et al. (2007-07-31). “Laminin-alpha4 and integrin-linked kinase mutations cause human cardiomyopathy via simultaneous defects in cardiomyocytes and endothelial cells”. Circulation 116 (5): 515–525. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.107.689984. ISSN 1524-4539. PMID 17646580.
^ ^a ^b ^c “Regulation of cell adhesion and anchorage-dependent growth by a new beta 1-integrin-linked protein kinase”. Nature 379 (6560): 91–6. (1996). Bibcode: 1996Natur.379...91H. doi:10.1038/379091a0. PMID 8538749.
^ ^a ^b “Integrin-linked kinase (ILK): a regulator of integrin and growth-factor signalling”. Trends in Cell Biology 9 (8): 319–23. (1999). doi:10.1016/s0962-8924(99)01612-8. PMID 10407411.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g “Integrin-linked kinase at a glance”. Journal of Cell Science 125 (Pt 8): 1839–43. (2012). doi:10.1242/jcs.093864. PMID 22637643.
^ ^a ^b ^c ^d ^e “Insights into the Structure, Function, and Ion-Mediated Signaling Pathways Transduced by Plant Integrin-Linked Kinases”. Frontiers in Plant Science 8: 376. (2017). doi:10.3389/fpls.2017.00376. PMC 5376563. PMID 28421082.
^ “Entrez Gene: ILK integrin-linked kinase”. 2021年8月29日閲覧。
^ “Integrin-linked kinase is an adaptor with essential functions during mouse development”. Nature 461 (7266): 1002–6. (October 2009). Bibcode: 2009Natur.461.1002L. doi:10.1038/nature08468. PMID 19829382.
^ “The pseudoactive site of ILK is essential for its binding to alpha-Parvin and localization to focal adhesions”. Molecular Cell 36 (5): 819–30. (December 2009). doi:10.1016/j.molcel.2009.11.028. PMC 2796127. PMID 20005845.
^ “ILK: a pseudokinase in the center stage of cell-matrix adhesion and signaling”. Current Opinion in Cell Biology 24 (5): 607–13. (October 2012). doi:10.1016/j.ceb.2012.06.003. PMC 3467332. PMID 22763012.
^ “Integrin-linked kinase localizes to the centrosome and regulates mitotic spindle organization”. The Journal of Cell Biology 180 (4): 681–9. (February 2008). doi:10.1083/jcb.200710074. PMC 2265580. PMID 18283114.
^ “Large-scale mapping of human protein-protein interactions by mass spectrometry”. Molecular Systems Biology 3: 89. (2007). doi:10.1038/msb4100134. PMC 1847948. PMID 17353931.
^ “Protein kinase B is regulated in platelets by the collagen receptor glycoprotein VI”. The Journal of Biological Chemistry 277 (15): 12874–8. (April 2002). doi:10.1074/jbc.M200482200. PMID 11825911.
^ “Phosphoinositide-3-OH kinase-dependent regulation of glycogen synthase kinase 3 and protein kinase B/AKT by the integrin-linked kinase”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 95 (19): 11211–6. (September 1998). Bibcode: 1998PNAS...9511211D. doi:10.1073/pnas.95.19.11211. PMC 21621. PMID 9736715.
^ “Regulation of protein kinase B/Akt-serine 473 phosphorylation by integrin-linked kinase: critical roles for kinase activity and amino acids arginine 211 and serine 343”. The Journal of Biological Chemistry 276 (29): 27462–9. (July 2001). doi:10.1074/jbc.M102940200. PMID 11313365.
^ “Modulation of integrin signal transduction by ILKAP, a protein phosphatase 2C associating with the integrin-linked kinase, ILK1”. The EMBO Journal 20 (9): 2160–70. (May 2001). doi:10.1093/emboj/20.9.2160. PMC 125446. PMID 11331582.
^ “The LIM-only protein PINCH directly interacts with integrin-linked kinase and is recruited to integrin-rich sites in spreading cells”. Molecular and Cellular Biology 19 (3): 2425–34. (March 1999). doi:10.1128/mcb.19.3.2425. PMC 84035. PMID 10022929.
^ “Characterization of PINCH-2, a new focal adhesion protein that regulates the PINCH-1-ILK interaction, cell spreading, and migration”. The Journal of Biological Chemistry 277 (41): 38328–38. (October 2002). doi:10.1074/jbc.M205576200. PMID 12167643.
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ Brauer, Elizabeth (June 2016). “The Raf-like Kinsase ILK1 and the High Affinity K+ Transporter HAK5 Are Required for Innate Immunity and Abiotic Stress Response”. Plant Physiology 171 (2): 1470–1484. doi:10.1104/pp.16.00035. PMC 4902592. PMID 27208244.
^ “Root K(+) acquisition in plants: the Arabidopsis thaliana model”. Plant & Cell Physiology 52 (9): 1603–12. (2011). doi:10.1093/pcp/pcr096. PMID 21771865.
^ ^a ^b “Regulation of potassium transport and signaling in plants”. Current Opinion in Plant Biology 39: 123–128. (October 2017). doi:10.1016/j.pbi.2017.06.006. PMID 28710919.

主な特徴

植物のILK1の機能

浸透圧・塩ストレス

栄養素の取り込み

病原体の検知

出典

関連文献