真核生物系における銅の輸送：実験と計算による現在の知見

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Curr. Opin. Struct. Biol..2019 10;58:26-33. S0959-440X(19)30023-5. doi: 10.1016/j.sbi.2019.05.002.Epub 2019-06-06.

真核生物系における銅の輸送：実験と計算による現在の知見

Copper trafficking in eukaryotic systems: current knowledge from experimental and computational efforts.

Alessandra Magistrato
Matic Pavlin
Zena Qasem
Sharon Ruthstein

PMID: 31176065 PMCID: PMC6863429. DOI: 10.1016/j.sbi.2019.05.002.

抄録

銅は細胞の基本的な機能において重要な役割を果たしており、細胞内の銅濃度は厳密に制御されていなければならない。このレビューでは、血液系からゴルジ装置への銅の移動のメカニズムについて、現在の知見をまとめています。本研究では、hCtr1-Atox1-ATP7Bサイクルの構造的・機能的特性に関する重要な知見を、生物物理学的、生化学的、計算機的手法を駆使した多様な研究から得た。さらに、未だ解明されていないサイクルのメカニズムの側面にも取り組んでいる。このような知識のギャップを埋めなければならないのです。

Copper plays a vital role in fundamental cellular functions, and its concentration in the cell must be tightly regulated, as dysfunction of copper homeostasis is linked to severe neurological diseases and cancer. This review provides a compendium of current knowledge regarding the mechanism of copper transfer from the blood system to the Golgi apparatus; this mechanism involves the copper transporter hCtr1, the metallochaperone Atox1, and the ATPases ATP7A/B. We discuss key insights regarding the structural and functional properties of the hCtr1-Atox1-ATP7B cycle, obtained from diverse studies relying on distinct yet complementary biophysical, biochemical, and computational methods. We further address the mechanistic aspects of the cycle that continue to remain elusive. These knowledge gaps must be filled in order to be able to harness our understanding of copper transfer to develop therapeutic approaches with the capacity to modulate copper metabolism.