Bak

BAK1
PDBに登録とうろくされている構造こうぞう
PDB	オルソログ検索けんさく: RCSB PDBe PDBj
PDBのIDコード一覧いちらん
	5AJK, 1BXL, 2IMS, 2IMT, 2JBY, 2JCN, 2LP8, 2M5B, 2XPX, 3I1H, 3QBR, 4D2L, 4U2U, 4U2V, 4UF1, 5FMK, 5FMI
識別子しきべつし
記号きごう	BAK1, BAK, BAK-LIKE, BCL2L7, CDN1, BCL2 antagonist/killer 1
外部がいぶID	OMIM: 600516 MGI: 1097161 HomoloGene: 917 GeneCards: BAK1
遺伝子いでんしの位置いち (ヒト)
染色せんしょく体たい	6番ばん染色せんしょく体たい (ヒト)
終点しゅうてん	33,580,293 bp
RNA発現はつげんパターン
	さらなる参照さんしょう発現はつげんデータ
遺伝子いでんしオントロジー
分子ぶんし機能きのう	• transmembrane transporter binding; • 金属きんぞくイオン結合けつごう; • 血漿けっしょうタンパク結合けつごう; • identical protein binding; • protein homodimerization activity; • 分子ぶんし機能きのう; • 熱ねつショックタンパク質しつ結合けつごう; • protein heterodimerization activity; • シャペロン結合けつごう; • BH domain binding;
細胞さいぼうの構成こうせい要素ようそ	• integral component of membrane; • 細胞さいぼう質しつ基質きしつ; • 膜まく; • ミトコンドリア膜まく; • integral component of mitochondrial outer membrane; • 細胞さいぼう内ない; • 小しょう胞体; • ミトコンドリア; • pore complex; • ミトコンドリア外がい膜まく; • BAK complex;
生物せいぶつ学がく的てきプロセス	• mitochondrial fusion; • leukocyte homeostasis; • regulation of apoptotic process; • positive regulation of endoplasmic reticulum unfolded protein response; • establishment or maintenance of transmembrane electrochemical gradient; • limb morphogenesis; • positive regulation of calcium ion transport into cytosol; • 有機ゆうき環状かんじょう化合かごう物ぶつへの反応はんのう; • B cell apoptotic process; • regulation of protein heterodimerization activity; • positive regulation of mitochondrial outer membrane permeabilization involved in apoptotic signaling pathway; • 膣ちつ発生はっせい; • homeostasis of number of cells; • cellular response to UV; • myeloid cell homeostasis; • 老化ろうか; • post-embryonic camera-type eye morphogenesis; • B cell homeostasis; • thymocyte apoptotic process; • endoplasmic reticulum calcium ion homeostasis; • 遺伝子いでんし発現はつげんの負まけの調節ちょうせつ; • regulation of cell cycle; • regulation of mitochondrial membrane potential; • positive regulation of IRE1-mediated unfolded protein response; • blood vessel remodeling; • intrinsic apoptotic signaling pathway in response to endoplasmic reticulum stress; • 脳のう発生はっせい; • response to fungus; • regulation of mitochondrial membrane permeability; • cellular response to mechanical stimulus; • fibroblast apoptotic process; • activation of cysteine-type endopeptidase activity; • apoptotic process involved in blood vessel morphogenesis; • activation of cysteine-type endopeptidase activity involved in apoptotic process by cytochrome c; • animal organ regeneration; • negative regulation of peptidyl-serine phosphorylation; • positive regulation of proteolysis; • positive regulation of release of cytochrome c from mitochondria; • apoptotic signaling pathway; • negative regulation of endoplasmic reticulum calcium ion concentration; • 細胞さいぼう増殖ぞうしょく; • response to ethanol; • activation of cysteine-type endopeptidase activity involved in apoptotic process; • response to gamma radiation; • regulation of protein homodimerization activity; • response to UV-C; • 過酸化水素かさんかすいそへの反応はんのう; • 膵内分泌ぶんぴつ発生はっせい; • release of cytochrome c from mitochondria; • B cell negative selection; • negative regulation of cell population proliferation; • response to mycotoxin; • positive regulation of apoptotic process; • intrinsic apoptotic signaling pathway in response to DNA damage; • extrinsic apoptotic signaling pathway in absence of ligand; • アポトーシス; • Unfolded Protein Response;
	出典しゅってん:Amigo / QuickGO
オルソログ
	578
	12018
	ENSG00000030110
	ENSMUSG00000057789
	Q16611
	O08734
	NM_001188
	NM_007523
	NP_001179
	NP_031549
	ウィキデータ
閲覧えつらん/編集へんしゅうヒト	閲覧えつらん/編集へんしゅうマウス

Bak（Bcl-2 homologous antagonist/killer）またはBAK1（BCL2 antagonist/killer 1）は、ヒトでは6番ばん染色せんしょく体たい（英語えいご版ばん）のBAK1遺伝子いでんしにコードされるタンパク質たんぱくしつである^[4]^[5]。この遺伝子いでんしにコードされるタンパク質たんぱくしつは、Bcl-2タンパク質たんぱくしつファミリーに属ぞくする。Bcl-2ファミリーのメンバーはオリゴマーまたはヘテロ二に量りょう体からだを形成けいせいし、さまざまな細胞さいぼう活動かつどうに関与かんよして抗こうアポトーシスまたはアポトーシス促進そくしん調節ちょうせつ因子いんしとして作用さようする。このタンパク質たんぱくしつはミトコンドリアに局在きょくざいし、アポトーシスを誘導ゆうどうする機能きのうを果はたす。ミトコンドリアの電位でんい依存いぞん性せいアニオンチャネル（VDAC）と相互そうご作用さようして開口かいこうを促進そくしんし、膜まく電位でんいの喪失そうしつとシトクロムcの放出ほうしゅつを引ひき起おこす。また、このタンパク質たんぱくしつは細胞さいぼうストレスへの曝露ばくろ後ごにがん抑制よくせい因子いんしであるp53と相互そうご作用さようする^[6]。

構造こうぞう[編集へんしゅう]

BAK1はアポトーシス促進そくしん性せいのBcl-2ファミリータンパク質たんぱくしつであり、BH1、BH2、BH3、BH4の4つのBcl-2相そう同どうドメイン（BHドメイン）を持もつ。これらのドメインは9本ほんのαあるふぁヘリックスからなり、疎水そすい的てきなαあるふぁヘリックスのコアが両親りょうしん媒なかだち性せいヘリックスとC末端まったんの膜まく貫通かんつうヘリックスに囲かこまれた形状けいじょうをしている。膜まく貫通かんつうヘリックスはミトコンドリア外がい膜まく（MOM）に固定こていされている。αあるふぁ2ヘリックスのC末端まったんからαあるふぁ5ヘリックスのN末端まったんにかけての領域りょういきとαあるふぁ8ヘリックスの一部いちぶの残ざん基もとによって形成けいせいされる疎水そすい的てきな溝みぞは、他たの活性かっせい型がたBcl-2ファミリータンパク質たんぱくしつのBH3ドメインを結合けつごうする^[7]。

機能きのう[編集へんしゅう]

BAK1はBcl-2タンパク質たんぱくしつファミリーのメンバーとして、さまざまな細胞さいぼう活動かつどうに関与かんよするアポトーシス促進そくしん性せい調節ちょうせつ因子いんしとして機能きのうする^[6]。健康けんこうな哺乳類ほにゅうるい細胞さいぼうでは、BAK1は主おもにMOMに局在きょくざいしているが、アポトーシスシグナルによって刺激しげきされるまでは不ふ活性かっせい型がたに維持いじされる。BAK1は、VDAC2、Mtx2や他たの抗こうアポトーシス性せいBcl-2ファミリータンパク質たんぱくしつとの相互そうご作用さようによって不ふ活性かっせい型がたに維持いじされる。一方いっぽうで、VDAC2は新あらたに合成ごうせいされたBAK1をミトコンドリアへリクルートし、アポトーシスを実行じっこうする機能きのうも持もつ^[8]。さらに、BAK1はミトコンドリアのVDACの開口かいこうを誘導ゆうどうし、ミトコンドリアからのシトクロムcの放出ほうしゅつを引ひき起おこすと考かんがえられている^[6]。BAK1自身じしんもMOMでMAC（英語えいご版ばん）と呼よばれるオリゴマーのポアを形成けいせいし、ミトコンドリア外がい膜まく透過とうか化か（英語えいご版ばん）と呼よばれる過程かていでアポトーシス促進そくしん性せい因子いんしを漏出ろうしゅつさせる^[9]^[10]^[11]。

臨床りんしょう的てき意義いぎ[編集へんしゅう]

一般いっぱん的てきに、BAK1のアポトーシス促進そくしん機能きのうは過剰かじょう発現はつげんした場合ばあいには神経しんけい変性へんせい疾患しっかんや自己じこ免疫めんえき疾患しっかんに、阻害そがいされた場合ばあいにはがんに寄与きよする^[8]。例たとえば、BAK1遺伝子いでんしの調節ちょうせつ異常いじょうはヒトの消化しょうか器きがんへの関与かんよが示唆しさされており、一部いちぶのがんの発症はっしょうに関与かんよしていることが示唆しさされている^[12]^[13]。BAK1はHIVの複製ふくせい経路けいろにも関与かんよしており、ウイルスはT細胞さいぼうでCasp8p41を介かいしてアポトーシスを誘導ゆうどうする。Casp8p41はBAKを活性かっせい化かして膜まくを透過とうか化かし、細胞さいぼう死しを引ひき起おこす^[14]。したがって、BAK1の活性かっせいを調節ちょうせつする薬剤やくざいはこれらの疾患しっかんの治療ちりょう法ほうとして有望ゆうぼうである^[7]。

腹部ふくぶ大動脈だいどうみゃく瘤こぶ（英語えいご版ばん）（AAA）における遺伝いでん的てき役割やくわりに関かんする研究けんきゅうでは、AAAの疾患しっかん組織そしきと非ひ疾患しっかん組織そしきの双方そうほうにおいて、血液けつえき試料しりょう中ちゅうとは異ことなるBAK1バリアントが存在そんざいすることが示しめされている^[15]^[16]。すべての細胞さいぼうが同おなじゲノムDNAを持もっているという現在げんざいのパラダイムに基もとづけば、このさまざまな組織そしきでのBAK1遺伝子いでんしの多様たよう性せいは、6番ばん染色せんしょく体たい上じょうのBAK1遺伝子いでんしと20番ばん染色せんしょく体たい上じょうに存在そんざいするプロセシングを受うけたBAK1遺伝子いでんしのコピーからの発現はつげんによって説明せつめいが可能かのうであるかもしれない^[17]。

相互そうご作用さよう[編集へんしゅう]

BAK1は次つぎに挙あげる因子いんしと相互そうご作用さようすることが示しめされている。

BCL2^[18]^[19]
BCL2L1（英語えいご版ばん）^[20]^[21]^[22]^[23]^[24]
MCL1（英語えいご版ばん）^[8]^[23]^[25]^[26]^[27]
P53^[25]
Casp8p41^[14]
VDAC2^[8]
MTX2^[8]
BID^[10]
BIM（英語えいご版ばん）^[10]
PUMA（英語えいご版ばん）^[10]

出典しゅってん[編集へんしゅう]

^ ^a ^b ^c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000030110 - Ensembl, May 2017
^ Human PubMed Reference:
^ Mouse PubMed Reference:
^ “Induction of apoptosis by the Bcl-2 homologue Bak”. Nature 374 (6524): 733–6. (April 1995). Bibcode: 1995Natur.374..733C. doi:10.1038/374733a0. PMID 7715730.
^ “Modulation of apoptosis by the widely distributed Bcl-2 homologue Bak”. Nature 374 (6524): 736–9. (April 1995). Bibcode: 1995Natur.374..736K. doi:10.1038/374736a0. PMID 7715731.
^ ^a ^b ^c “Entrez Gene: BAK1 BCL2-antagonist/killer 1”. 2021年ねん9月がつ27日にち閲覧えつらん。
^ ^a ^b “Building blocks of the apoptotic pore: how Bax and Bak are activated and oligomerize during apoptosis”. Cell Death and Differentiation 21 (2): 196–205. (February 2014). doi:10.1038/cdd.2013.139. PMC 3890949. PMID 24162660.
^ ^a ^b ^c ^d ^e “Metaxins 1 and 2, two proteins of the mitochondrial protein sorting and assembly machinery, are essential for Bak activation during TNF alpha triggered apoptosis”. Cellular Signalling 26 (9): 1928–34. (September 2014). doi:10.1016/j.cellsig.2014.04.021. PMID 24794530.
^ “Deficiency in apoptotic effectors Bax and Bak reveals an autophagic cell death pathway initiated by photodamage to the endoplasmic reticulum”. Autophagy 2 (3): 238–40. (2006). doi:10.4161/auto.2730. PMID 16874066.
^ ^a ^b ^c ^d “Bioactive lipids and the control of Bax pro-apoptotic activity”. Cell Death & Disease 5 (5): e1266. (May 2014). doi:10.1038/cddis.2014.226. PMC 4047880. PMID 24874738.
^ “BAK/BAX macropores facilitate mitochondrial herniation and mtDNA efflux during apoptosis”. Science 359 (6378): eaao6047. (February 2018). doi:10.1126/science.aao6047. PMID 29472455.
^ “BAK overexpression mediates p53-independent apoptosis inducing effects on human gastric cancer cells”. BMC Cancer 4: 33. (July 2004). doi:10.1186/1471-2407-4-33. PMC 481072. PMID 15248898.
^ “Suppression of apoptosis, crypt hyperplasia, and altered differentiation in the colonic epithelia of bak-null mice”. Gastroenterology 136 (3): 943–52. (March 2009). doi:10.1053/j.gastro.2008.11.036. PMID 19185578.
^ ^a ^b “Casp8p41 generated by HIV protease kills CD4 T cells through direct Bak activation”. The Journal of Cell Biology 206 (7): 867–76. (September 2014). doi:10.1083/jcb.201405051. PMC 4178959. PMID 25246614.
^ Michel Eduardo Beleza Yamagishi (2009). "A simpler explanation to BAK1 gene variation in Aortic and Blood tissues". arXiv:0909.2321 [q-bio.GN]。
^ “BAK1 gene variation and abdominal aortic aneurysms”. Human Mutation 30 (7): 1043–7. (July 2009). doi:10.1002/humu.21046. PMID 19514060.
^ “BAK1 gene variation and abdominal aortic aneurysms-variants are likely due to sequencing of a processed gene on chromosome 20”. Human Mutation 31 (1): 108–9; author reply 110–1. (January 2010). doi:10.1002/humu.21147. PMID 19847788.
^ “Conversion of Bcl-2 from protector to killer by interaction with nuclear orphan receptor Nur77/TR3”. Cell 116 (4): 527–40. (February 2004). doi:10.1016/s0092-8674(04)00162-x. PMID 14980220.
^ “Discovery of small-molecule inhibitors of Bcl-2 through structure-based computer screening”. Journal of Medicinal Chemistry 44 (25): 4313–24. (December 2001). doi:10.1021/jm010016f. PMID 11728179.
^ “Towards a proteome-scale map of the human protein-protein interaction network”. Nature 437 (7062): 1173–8. (October 2005). Bibcode: 2005Natur.437.1173R. doi:10.1038/nature04209. PMID 16189514.
^ “Development of a high-throughput fluorescence polarization assay for Bcl-x(L)”. Analytical Biochemistry 307 (1): 70–5. (August 2002). doi:10.1016/s0003-2697(02)00028-3. PMID 12137781.
^ “High-throughput methods to detect dimerization of Bcl-2 family proteins”. Analytical Biochemistry 322 (2): 170–8. (November 2003). doi:10.1016/j.ab.2003.07.014. PMID 14596824.
^ ^a ^b “Proapoptotic Bak is sequestered by Mcl-1 and Bcl-xL, but not Bcl-2, until displaced by BH3-only proteins”. Genes & Development 19 (11): 1294–305. (June 2005). doi:10.1101/gad.1304105. PMC 1142553. PMID 15901672.
^ “Death by design: the big debut of small molecules”. Nature Cell Biology 3 (2): E43–6. (February 2001). doi:10.1038/35055145. PMID 11175758.
^ ^a ^b “Fatal liaisons of p53 with Bax and Bak”. Nature Cell Biology 6 (5): 386–8. (May 2004). doi:10.1038/ncb0504-386. PMID 15122264.
^ “Specific cleavage of Mcl-1 by caspase-3 in tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL)-induced apoptosis in Jurkat leukemia T cells”. The Journal of Biological Chemistry 280 (11): 10491–500. (March 2005). doi:10.1074/jbc.M412819200. PMID 15637055.
^ “MCL-1S, a splicing variant of the antiapoptotic BCL-2 family member MCL-1, encodes a proapoptotic protein possessing only the BH3 domain”. The Journal of Biological Chemistry 275 (33): 25255–61. (August 2000). doi:10.1074/jbc.M909826199. PMID 10837489.

外部がいぶリンク[編集へんしゅう]

Human BAK1 genome location and BAK1 gene details page in the UCSC Genome Browser.

[refGRCh38Ensembl-1] GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000030110 - Ensembl, May 2017

[2] Human PubMed Reference:

[3] Mouse PubMed Reference:

[pmid7715730-4] “Induction of apoptosis by the Bcl-2 homologue Bak”. Nature 374 (6524): 733–6. (April 1995). Bibcode: 1995Natur.374..733C. doi:10.1038/374733a0. PMID 7715730.

[pmid7715731-5] “Modulation of apoptosis by the widely distributed Bcl-2 homologue Bak”. Nature 374 (6524): 736–9. (April 1995). Bibcode: 1995Natur.374..736K. doi:10.1038/374736a0. PMID 7715731.

[entrez-6] “Entrez Gene: BAK1 BCL2-antagonist/killer 1”. 2021年ねん9月がつ27日にち閲覧えつらん。

[pmid24162660-7] “Building blocks of the apoptotic pore: how Bax and Bak are activated and oligomerize during apoptosis”. Cell Death and Differentiation 21 (2): 196–205. (February 2014). doi:10.1038/cdd.2013.139. PMC 3890949. PMID 24162660.

[pmid24794530-8] “Metaxins 1 and 2, two proteins of the mitochondrial protein sorting and assembly machinery, are essential for Bak activation during TNF alpha triggered apoptosis”. Cellular Signalling 26 (9): 1928–34. (September 2014). doi:10.1016/j.cellsig.2014.04.021. PMID 24794530.

[:0-9] “Deficiency in apoptotic effectors Bax and Bak reveals an autophagic cell death pathway initiated by photodamage to the endoplasmic reticulum”. Autophagy 2 (3): 238–40. (2006). doi:10.4161/auto.2730. PMID 16874066.

[pmid24874738-10] “Bioactive lipids and the control of Bax pro-apoptotic activity”. Cell Death & Disease 5 (5): e1266. (May 2014). doi:10.1038/cddis.2014.226. PMC 4047880. PMID 24874738.

[:1-11] “BAK/BAX macropores facilitate mitochondrial herniation and mtDNA efflux during apoptosis”. Science 359 (6378): eaao6047. (February 2018). doi:10.1126/science.aao6047. PMID 29472455.

[qiang-12] “BAK overexpression mediates p53-independent apoptosis inducing effects on human gastric cancer cells”. BMC Cancer 4: 33. (July 2004). doi:10.1186/1471-2407-4-33. PMC 481072. PMID 15248898.

[duckworth-13] “Suppression of apoptosis, crypt hyperplasia, and altered differentiation in the colonic epithelia of bak-null mice”. Gastroenterology 136 (3): 943–52. (March 2009). doi:10.1053/j.gastro.2008.11.036. PMID 19185578.

[pmid25246614-14] “Casp8p41 generated by HIV protease kills CD4 T cells through direct Bak activation”. The Journal of Cell Biology 206 (7): 867–76. (September 2014). doi:10.1083/jcb.201405051. PMC 4178959. PMID 25246614.

[arxiv-15] Michel Eduardo Beleza Yamagishi (2009). "A simpler explanation to BAK1 gene variation in Aortic and Blood tissues". arXiv:0909.2321 [q-bio.GN]。

[pmid19514060-16] “BAK1 gene variation and abdominal aortic aneurysms”. Human Mutation 30 (7): 1043–7. (July 2009). doi:10.1002/humu.21046. PMID 19514060.

[pmid19847788-17] “BAK1 gene variation and abdominal aortic aneurysms-variants are likely due to sequencing of a processed gene on chromosome 20”. Human Mutation 31 (1): 108–9; author reply 110–1. (January 2010). doi:10.1002/humu.21147. PMID 19847788.

[pmid14980220-18] “Conversion of Bcl-2 from protector to killer by interaction with nuclear orphan receptor Nur77/TR3”. Cell 116 (4): 527–40. (February 2004). doi:10.1016/s0092-8674(04)00162-x. PMID 14980220.

[pmid11728179-19] “Discovery of small-molecule inhibitors of Bcl-2 through structure-based computer screening”. Journal of Medicinal Chemistry 44 (25): 4313–24. (December 2001). doi:10.1021/jm010016f. PMID 11728179.

[pmid16189514-20] “Towards a proteome-scale map of the human protein-protein interaction network”. Nature 437 (7062): 1173–8. (October 2005). Bibcode: 2005Natur.437.1173R. doi:10.1038/nature04209. PMID 16189514.

[pmid12137781-21] “Development of a high-throughput fluorescence polarization assay for Bcl-x(L)”. Analytical Biochemistry 307 (1): 70–5. (August 2002). doi:10.1016/s0003-2697(02)00028-3. PMID 12137781.

[pmid14596824-22] “High-throughput methods to detect dimerization of Bcl-2 family proteins”. Analytical Biochemistry 322 (2): 170–8. (November 2003). doi:10.1016/j.ab.2003.07.014. PMID 14596824.

[pmid15901672-23] “Proapoptotic Bak is sequestered by Mcl-1 and Bcl-xL, but not Bcl-2, until displaced by BH3-only proteins”. Genes & Development 19 (11): 1294–305. (June 2005). doi:10.1101/gad.1304105. PMC 1142553. PMID 15901672.

[pmid11175750-24] “Death by design: the big debut of small molecules”. Nature Cell Biology 3 (2): E43–6. (February 2001). doi:10.1038/35055145. PMID 11175758.

[pmid15077116-25] “Fatal liaisons of p53 with Bax and Bak”. Nature Cell Biology 6 (5): 386–8. (May 2004). doi:10.1038/ncb0504-386. PMID 15122264.

[pmid15637055-26] “Specific cleavage of Mcl-1 by caspase-3 in tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL)-induced apoptosis in Jurkat leukemia T cells”. The Journal of Biological Chemistry 280 (11): 10491–500. (March 2005). doi:10.1074/jbc.M412819200. PMID 15637055.

[pmid10837489-27] “MCL-1S, a splicing variant of the antiapoptotic BCL-2 family member MCL-1, encodes a proapoptotic protein possessing only the BH3 domain”. The Journal of Biological Chemistry 275 (33): 25255–61. (August 2000). doi:10.1074/jbc.M909826199. PMID 10837489.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]