CaMKII 基質

CREB-1（133番セリン）は重要な転写因子として機能し、様々なシグナル伝達経路に応答して遺伝子発現を調節する。133番セリンでのリン酸化は、CRE（cAMP応答エレメント）への結合を増強し、コアクチベーターやクロマチンリモデリング複合体のリクルートを促進する。この修飾は、神経細胞の生存と分化を制御する上で極めて重要であり、その動態はカルシウムとcAMPレベルによって異なる。

Op18（63番セリン）は、カルシウム／カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII（CaMKII）経路において極めて重要な調節因子として働く。63番セリンでのリン酸化は酵素活性を高め、自己リン酸化を促進し、カルシウムシグナル伝達を促進する。この修飾は基質特異性に影響を与え、反応速度を変化させ、カルシウムの変動に対する迅速な反応を可能にする。このリン酸化によって誘導されるユニークな構造変化は、シナプスの可塑性と神経細胞のシグナル伝達ダイナミクスに極めて重要である。

WT（393番セリン）はCaMKIIシグナル伝達カスケードにおいて重要な調節因子として機能しており、393番セリンでのリン酸化は酵素のコンフォメーションと活性を著しく変化させる。この修飾はカルシウム／カルモジュリンとの結合親和性を高め、自己リン酸化率の上昇につながる。明確な構造再配列は、下流の基質との特異的相互作用を促進し、カルシウムレベルに対する細胞応答に関与するシグナル伝達経路を微調整し、全体的な細胞動態に影響を与える。

Adducin（662番セリン）は、662番セリンでのリン酸化を通してCaMKIIの活性を調節する上で極めて重要な役割を果たしており、このリン酸化は酵素の安定性を高める構造変化を誘導する。この修飾は、酵素と様々な足場タンパク質との相互作用を促進し、局所的なシグナル伝達を促進する。基質のリン酸化速度が変化することで、カルシウム依存性シグナル伝達の精度が向上し、シナプス可塑性や筋収縮などの細胞プロセスに影響を与える。

Na+/K+-ATPase α (Ser 943)は、細胞のイオン恒常性の重要な調節因子として機能しており、Ser 943でのリン酸化がカルモジュリンとの相互作用に影響を与えている。この修飾により、酵素のATPに対する親和性が高まり、反応速度が加速される。変化した結合動態は、膜を介した効率的なイオン輸送を促進し、細胞の興奮性とシグナル伝達経路に影響を与える。この相互作用は、様々な生理機能に不可欠な電気化学的勾配を維持するために不可欠である。

IRS-1（270番セリン）は、カルシウム依存性経路に関与する重要なキナーゼであるCaMKIIの活性を調節することにより、細胞内シグナル伝達において極めて重要な役割を果たしている。270番セリンでのリン酸化はIRS-1と様々なシグナル伝達タンパク質との結合親和性を高め、多タンパク質複合体の形成を促進する。この修飾は下流のシグナル伝達カスケードに影響を与え、代謝過程や刺激に対する細胞応答に影響を与え、それによって細胞機能の複雑な制御に寄与している。