二重特異性ホスファターゼ(にじゅうとくいせいホスファターゼ、、略称: DUSP, DSP)は、基質タンパク質中のリン酸化チロシン残基とリン酸化セリン/スレオニン残基の双方に対して脱リン酸化を行うプロテインホスファターゼの一種である。

哺乳類のDUSPにはいくつかのファミリーが存在するが、保存されたシステイン残基がリン酸基と共有結合型中間体を形成するという、類似した触媒機構を有している。触媒コアの周辺残基には、His-Cys-x-x-Gly-x-x-Arg-Serという比較的厳密なコンセンサス配列がみられる。セリン側鎖とモチーフ外の保存されたアスパラギン酸残基が、システイニル-リン酸中間体からのリン酸基の脱離に中心的役割を果たすことで酵素サイクルは完結する。チロシン特異的ホスファターゼ(PTP)とDUSPとの大きな差異は触媒ポケットの構造であり、DUSPはPTPよりも幅広く浅いポケットを有することでリン酸化チロシンだけでなくリン酸化セリンやリン酸化スレオニン側鎖も受容することができる。

分類

ヒトゲノムには少なくとも61種類のDUSPがコードされている。主要なグループ・ファミリーとしては次のようなものが挙げられる。

Slingshot このファミリーには3種類のメンバー(、、)が存在し、幅広い基質特異性を有する。コレラにはSH3ドメイン結合モチーフとF-アクチン結合モチーフを持ち、そのため細胞骨格の再編成の調節に関与していると一般的に考えられている。こうした考えと符合するように、、コフィリン、といったタンパク質がSlingshotの基質となっている。

PRL(Phosphatases of Regenerating Liver) 哺乳類では、、、の3種類が記載されている。これらは高い配列同一性を有し、N末端にプレニル化配列(CAAXボックス)を有する。これらは大腸がんでアップレギュレーションされていることが知られているが、その基質特異性についての理解は進んでいない。

Cdc14 哺乳類には4種類のCdc14タンパク質(、、、PTPDC1)が存在し、CDK2などのサイクリン依存性キナーゼを脱リン酸化することで細胞周期の調節に重要な役割を果たしている。

PTENとミオチュブラリン ヒトゲノムには5種類のPTEN様ホスファターゼがコードされている。これらは他のDUSPと構造的に関連しているものの厳密にはプロテインホスファターゼではなく、最も重要な基質はリン酸化イノシトール脂質である。も同様に特定のホスファチジルイノシトールに対する選択性を示す。

MAPKホスファターゼ (MKP)は比較的大きなファミリーであり、10種類程度のメンバーの特性解析がなされている。これらは活性化されたMAPKの脱リン酸化を担い、全てではないもののいくつかのMKPには基質特異性をもたらすCH2(Cdc25 homology 2)ドメインがN末端に存在する。

他にも、近縁な因子が存在しないDUSPも存在する。こうした非定型DUSPの特性については未解明の部分が多いが、中にはのように実際には触媒活性を持たず、タンパク質間相互作用を媒介しているのみのものもある。

出典

関連項目 プロテインホスファターゼ