shintaro-ozaki/entity-explanation huggingface dataset:
Title: 線維芽細胞増殖因子受容体1 (Fibroblast growth factor receptor 1)
Section: 臨床的意義
Subsection: がん

=ヒトの横紋筋肉腫10試料中10試料、ヒト横紋筋肉腫由来細胞株4系統中4系統で、FGFR1タンパク質の発現上昇が検出されている。腫瘍試料には、胞巣型横紋筋肉腫6症例、胎児型横紋筋肉腫2症例、多形型横紋筋肉腫2症例が含まれている。横紋筋肉腫は、十分に分化していない未成熟な骨格筋前駆細胞すなわち筋芽細胞に由来する悪性度の高いがんである。FGFR1の活性化は筋芽細胞の増殖を引き起こす一方でその分化は阻害する役割を果たし、これらの細胞の悪性表現型につながる二重の効果をもたらしている。ヒト横紋筋肉腫10試料ではFGFR1遺伝子の最初のエクソンの上流に位置するCpGアイランドのメチル化の低下が観察されている。このCpGアイランドの低メチル化はFGFR1の過剰発現、そしてこうした横紋筋肉腫の悪性挙動の少なくとも一部の原因となっていると考えられている。さらに他の横紋筋肉腫1試料では、13q14に位置するFOXO1が8p11に位置するFGFR1遺伝子と共増幅、すなわちt(8;13)(p11;q14)の増幅が生じており、FOXO1-FGFR1キメラ融合遺伝子の形成と増幅がこの腫瘍の悪性度に寄与していることが示唆されている。
Title: 線維芽細胞増殖因子受容体1 (Fibroblast growth factor receptor 1)
Section: 臨床的意義
Subsection: がん

=FGFR1遺伝子の後天的異常は、膀胱移行上皮がんの約14%（そのほぼ全例が増幅）、頭頸部扁平上皮がんの約10%（約80%が増幅、20%がその他の変異）、子宮体がんの約7%（半数が増幅、半数がその他の変異）、前立腺がんの約6%（半数が増幅、半数がその他の変異）、卵巣漿液性乳頭状嚢胞腺腫の約5%（ほぼ全例が増幅）、大腸がんの約5%（約60%が増幅、40%がその他の変異）、肉腫の約4%（大部分が増幅）、膠芽腫の3%未満（FGFR1とTACC1遺伝子（8p11）の融合）、唾液腺がんの3%未満（全例が増幅）、そしてその他のがんの2%未満にみられる。
Title: 線維芽細胞増殖因子受容体1 (Fibroblast growth factor receptor 1)
Section: 臨床的意義
Subsection: FGFR阻害剤

がん細胞や内皮細胞上のFGFRはそれぞれ腫瘍形成、脈管形成に関与しているため、FGFRを標的とした医薬品は直接的そして間接的にも抗腫瘍効果を発揮する。FGFはがんの浸潤性、幹細胞性、細胞生存など多くの特徴に影響を及ぼしているため、FGFRを標的とした医薬品は効果を示す。こうした医薬品は主にアンタゴニストとして作用する。FGFR1のチロシンキナーゼドメインのATP結合ポケットにフィットする低分子阻害剤としてはドビチニブ（dovitinib）やブリバニブが知られている。下の表では、FGFRを標的とした低分子化合物のIC50（nM）を示す。FGFR1の遺伝的増幅を原因とする乳がんと肺がんは、それぞれドビチニブとポナチニブによって効果的に標的化することができる。FGFRを標的とした医薬品開発においては、薬剤抵抗性はきわめて重要なトピックである。FGFR阻害剤はFGFRの活性化による抗アポトーシス作用を低下させ、パクリタキセルやエトポシドなどの細胞傷害性抗がん剤に対する感受性を高める。FGFシグナルの阻害は血管再生の劇的な低下をもたらすため、FGFR阻害剤はがんの主要な特徴の1つである血管新生に干渉する。また、FGFR阻害剤はFGFの自己分泌シグナルに依存している腫瘍の腫瘍量を低下させる。乳がんに対して一般的に行われるVEGFR-2を標的とした治療後にはFGF2のアップレギュレーションが生じるため、FGFR1を標的とした治療は将来的な再発の可能性を除去する、相乗的機能を果たす。EGFRやVEGFRを標的とした治療後にはFGFRが活性化された小さな細胞集団のクローン進化が生じることがあるため、FGFR阻害剤はこうした再発性腫瘍に対して有効となると予測されている。FGFR阻害剤にはヒトのがんの薬剤耐性を克服すための複数の作用機序が存在するため、FGFRを標的とした治療は再発性のがんに対する治療の有望な戦略となる可能性がある。AZD4547は胃がんに対して第II相臨床試験が行われており、一部の結果が報告されている。ルシタニブはFGFR1とFGFR2に対する阻害剤であり、進行性の固形腫瘍に対する臨床試験が行われている。ドビチニブ（TKI258）は、FGFR1、FGFR2、FGFR3に対する阻害剤であり、FGFR増幅型の乳がんに対する臨床試験が行われている。
Title: 線維芽細胞増殖因子受容体1 (Fibroblast growth factor receptor 1)
Section: 相互作用

FGFR1は次に挙げる因子と相互作用することが示されている。FGF1FRS2KlothoGRB14SHB
Title: Oct-4 (Oct-4)
Section: abstract

Oct-4 (octamer-binding transcription factor 4) または、POU5F1 (POU domain, class 5, transcription factor 1)は、POU5F1 遺伝子によってコードされているヒトのタンパク質の一つである。Oct-4はPOU（Pit-Oct-Unc）ドメインをもつ転写因子群であるPOUファミリーのホメオドメイン転写因子であり、未分化胚性幹細胞の自己複製に密接に関与している。それ故、Oct-4は未分化細胞のマーカーとして頻用される。Oct-4の発現は厳密に調節されており、その発現の増加ないし抑制が細胞の分化を誘導すると考えられている。
Title: インスリン受容体 (Insulin receptor)
Section: abstract

インスリン受容体 (インスリンじゅようたい、英: Insulin receptor、IR) は、インスリンとインスリン様成長因子によって活性化される膜貫通タンパク質受容体で、受容体型チロシンキナーゼのクラスに属する。代謝的観点では、インスリン受容体はヒトなどにおいて血糖値の恒常性の調節という重要な役割を果たし、機能の悪化によって糖尿病やがんを含む一連の臨床症状がもたらされる。インスリンのシグナルは、多くの細胞において血中にあるグルコースへのアクセスを制御する。インスリンの血中濃度が低下した時、特にインスリン感受性が高い場合には、体細胞は膜を越えて輸送する必要のない脂質にだけアクセスするようになる。このように、インスリンは脂肪の代謝においても主要な調節因子である。生化学的観点では、インスリン受容体は単一のINSR遺伝子によってコードされ、選択的スプライシングによってIR-AまたはIR-Bのアイソフォームが生じる。これらは翻訳後のタンパク質分解によってαとβのサブユニットへ切断される。これらのアイソフォームはホモ二量体またはヘテロ二量体化し、ジスルフィド結合で連結された約320 kDaの膜貫通インスリン受容体が形成される。
Title: インスリン受容体 (Insulin receptor)
Section: 構造

INSR遺伝子のスプライスバリアントの翻訳によって、2種類の単量体のアイソフォーム（IR-A、B）が形成される。IR-Aは11番目のエクソンが除去されたものであり、IR-Bには11番目のエクソンが含まれている。11番目のエクソンが含まれることにより、IR-Bにはフーリンによる切断部位の上流に12個のアミノ酸が挿入される。 N末端側のα鎖とC末端側のβ鎖へ切断されると、12個のアミノ酸はα鎖のC末端 (αCT) に位置することとなる。この部位は受容体とリガンドの相互作用に影響を与えていると予測されている。各単量体は、構造上8つの異なるドメインに組織化される。ロイシンリッチ反復ドメイン（leucine-rich repeat domain、L1、1–157番残基）、システインリッチ領域（cysteine-rich region、CR、158–310番残基）、2つ目のロイシンリッチ反復ドメイン（L2、311–470番残基）、3つのフィブロネクチンIII型ドメイン FnIII-1（471–595番残基）、FnIII-2（596–808番残基）、FnIII-3（809–906番残基）、さらに、FnIII-2ドメイン内にはα/βフーリン切断部位を含む挿入ドメイン（insert domain、ID、638–756番残基）があり、切断によってIDα、IDβドメインとなる。β鎖にはFnIII-3ドメインの下流に膜貫通ヘリックス (transmembrane helix、TH)、細胞内の膜近接領域 (juxtamembrane region、JM) があり、その下流には細胞内のチロシンキナーゼ触媒ドメイン (tyrosine kinase catalytic domain、TK) が存在し、細胞内のシグナル伝達を担っている。各単量体はα鎖とβ鎖へ切断されるが、受容体のホモまたはヘテロ二量体構造は、各単量体内のα鎖とβ鎖間に形成される1つのジスルフィド結合と、各単量体のα鎖間に形成される2つのジスルフィド結合によって共有結合的に維持される。細胞外領域全体には4つのリガンド結合部位があり、その立体構造は逆V字型をしている。各単量体は逆V字に平行な軸に関して擬似2回対称であり、各単量体のL2ドメインとFnIII-1ドメインが逆V字の頂上部を形成している。
Title: インスリン受容体 (Insulin receptor)
Section: リガンドの結合

インスリン受容体 (IR) の内在性リガンドには、インスリン、インスリン様成長因子 (IGF-I、IGF-II) が含まれる。IRの細胞外領域へのリガンドの結合によって受容体内部の構造変化が誘導され、細胞内のβ鎖のTKドメイン内のさまざまなチロシン残基が自己リン酸化される。これらの変化によって、インスリン受容体基質 (IRS)、SH2-B (Src Homology 2-B)、APSといった特定のアダプタータンパク質や、PTP1Bのようなプロテインホスファターゼが呼び寄せられ、血中グルコース濃度の恒常性に関与する下流過程が促進される。 厳密に言えば、IRとリガンドの関係は複雑なアロステリック性を示す。これはスキャッチャードプロットによって示され、IRに結合しているリガンドと結合していないリガンドの比はIRに結合しているリガンド濃度の変化に対して線形関係になく、IRとリガンドは協調的結合を行う関係にあることが示唆されている。さらに、IRとリガンドの解離速度は結合していないリガンドの添加によって加速され、このことは負の協同性があることを意味している。すなわち、IRへの1つ目のリガンドの結合によって2番目の活性部位への結合が阻害される、というアロステリック阻害が起こることが示されている。IRへのリガンドの結合の正確なメカニズムはまだ構造的に明らかにされていないが、システム生物学によるアプローチによって、現在利用可能なIRの細胞外領域の構造に基づいた、生物学的に妥当な条件下でのIR-リガンド（インスリン/IGF-I）動態についての予測がなされている。これらのモデルでは、IRの単量体には2つのインスリン結合表面（site 1、2）があるとされる。Site 1はL1ドメインとαCTから構成される「classical」なインスリン結合表面で、site 2はFnIII-1とFnIII-2の接合部に位置し、インスリンの六量体形成面に結合する「novel」な結合表面である。IRの細胞外領域の各単量体は鏡像的相補性を示し、一方の単量体のN末端側のsite 1は、他方の単量体のC末端側のsite 2と向かい合い、反対側も同様となる。現在の文献では、2番目の単量体のsite 1とsite 2をsite 3とsite 4、またはsite 1' とsite 2' と命名することでこの相補的な結合表面を区別している。インスリンが特定の位置（site 1とsite 4/2' またはsite 3/1' とsite 2）に結合すると、リガンドによる結合表面間の「架橋」によって、2つの単量体はより近接する。現在のIR-インスリン動態の数学的モデリングからは、インスリンによる架橋によって2つの重要な帰結がもたらされる。1つ目は、IRへのさらなるリガンドの結合が減少するという、上述したIR-リガンド間の負の協調性である。2つ目は、架橋による物理的な運動によって、細胞内領域がチロシンのリン酸化が起こるコンホメーションとなることである。すなわち、これらの出来事が受容体の活性化と最終的な血中グルコース濃度の恒常性の維持に必要とされるのである。
Title: インスリン受容体 (Insulin receptor)
Section: リガンドの結合
Subsection: アゴニスト

4548-G05インスリンIGF-Iメカセルミン
Title: インスリン受容体 (Insulin receptor)
Section: シグナル伝達経路

インスリン受容体は受容体型チロシンキナーゼで、アゴニストの結合に伴い各サブユニットが結合パートナーのチロシン残基をリン酸化する。リン酸基の付加によってインスリン受容体基質 (IRS-1) の結合部位が形成され、IRS-1もリン酸化されて活性化される。活性化されたIRS-1はシグナルの伝達を開始し、PI3キナーゼを結合して活性化を行う。PI3キナーゼは、ホスファチジルイノシトール4,5-ビスリン酸 (PIP2) からホスファチジルイノシトール-3,4,5-トリスリン酸 (PIP3) への変換を触媒する。PIP3はセカンドメッセンジャーとして機能し、ホスホイノシチド依存性キナーゼ1 (PDPK1) の活性化を誘導する。このキナーゼは、よく知られたプロテインキナーゼB (PKB/Akt) など、いくつかのキナーゼを活性化する。PKBはグルコーストランスポーターGLUT4を含む小胞を、SNAREタンパク質を介して細胞膜へ輸送させる。これによってグルコースの細胞内への拡散が促進される。またPKBは、グリコーゲンシンターゼを阻害する酵素GSK-3をリン酸化して阻害する。つまりPKBは、グリコーゲン合成過程を開始させ、最終的には血中グルコース濃度を減少させる機能を持つ。
Title: インスリン受容体 (Insulin receptor)
Section: 機能
Subsection: 遺伝子発現の調節

活性化されたIRS-1は、インスリンによって調節される遺伝子の転写を促進するための、細胞内のセカンドメッセンジャーとして機能する。まず、Grb2タンパク質のSH2ドメインがIRS-1のリン酸化チロシン残基に結合する。Grb2はSOSに結合できるようになり、SOSはGタンパク質であるRasに結合しているGDPのGTPへの交換を触媒する。これによって活性化されたRasはリン酸化カスケードを開始し、最終的に活性化されたMAPKは核へ移行して核内のさまざまな転写因子 (Elk1など) をリン酸化する。
Title: インスリン受容体 (Insulin receptor)
Section: 機能
Subsection: インスリンの分解

インスリン分子は受容体に結合してその作用を果たした後、細胞外環境へ送り返されるか、細胞内で分解される。通常、分解はインスリン-受容体複合体のエンドサイトーシスを伴い、その後インスリン分解酵素によって分解される。ほとんどのインスリン分子は肝細胞で分解される。典型的なインスリン分子は、血液循環への最初の放出から約71分で最終的な分解が行われる。
Title: インスリン受容体 (Insulin receptor)
Section: 機能
Subsection: 免疫系

代謝における機能に加え、インスリン受容体は、マクロファージ、B細胞、T細胞といった免疫細胞でも発現している。T細胞におけるインスリン受容体の発現は休止状態では検出されないが、T細胞受容体の活性化に伴って発現上昇が起こる。事実、インスリンの外的供給によってin vitroでのT細胞の増殖が促進されることが動物モデルで示されている。インスリン受容体によるシグナル伝達は、急性の感染や炎症時にT細胞の潜在的影響力を最大化するために重要である。
Title: インスリン受容体 (Insulin receptor)
Section: 病理

インスリン受容体の活性化の主要な役割は、グルコースの取り込みの誘導である。そのため、「インスリン非感受性」もしくはインスリン受容体シグナル伝達の低下によって細胞はグルコースを取り込むことができなくなり、2型糖尿病がもたらされる。その帰結は高血糖と、糖尿病に起因するすべての後遺症である。インスリン抵抗性の患者は黒色表皮腫を発症することがある。INSR遺伝子のホモ接合変異によって、ドナヒュー症候群 (妖精症) が引き起こされる。この常染色体劣性異常によって、インスリン受容体は完全に機能を持たなくなる。患者には、低位置でしばしば突出した耳、怒り鼻、厚い唇、そして重度の発育遅滞がみられる。ほとんどの場合予後は極めて悪く、出生後1年以内に死に至る。同じ遺伝子の他の変異では、より重症度の低いラブソン-メンデンホール症候群が引き起こされ、患者には特徴的な歯の異常、歯肉の肥大、松果体の増大がみられる。どちらの疾患でも血中グルコース濃度の大幅な変動が見られ、食事後にいったん極めて高値となり、その後異常な低値まで急速に低下する。
Title: インスリン受容体 (Insulin receptor)
Section: 相互作用

インスリン受容体はこれらと相互作用することが示されている。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: abstract

一過性受容体電位カチオンチャネルサブファミリーVメンバー1 (Transient receptor potential cation channel subfamily V member 1 TrpV1、カプサイシン受容体およびバニロイド受容体1としても知られる) はタンパク質であり、(ヒトでは)TRPV1遺伝子によってコードされる。これは、一過性受容体電位バニロイド受容体タンパク質の最初の単離されたメンバーであり、同様に一過性受容体電位タンパク質グループのサブファミリーである。このタンパク質は、イオンチャネルの一過性受容体電位ファミリーのTRPVグループのメンバーである。TRPV1の機能は、体温の検出と調節である。加えて、TRPV1はヤケドのような熱と痛みの感覚 (痛覚、en:Nociception) を提供する。一次求心性感覚ニューロンは、en:TRPA1(化学刺激受容体)と協力し有害な環境刺激の検出を仲介する。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: 機能

TRPV1は哺乳類の体性感覚系によって使用されるメカニズムまたはその要素である。それはさまざまな外因性および内因性の物理的および化学的刺激によって活性化される可能性がある非選択的カチオン(陽イオン)チャネルである。TRPV1の最もよく知られている活性化因子は: 43 °C (109 °F)以上の温度; 酸性の状態; カプサイシン (唐辛子に含まれる刺激性化合物); およびアリル・イソチオシアネート(イソチオシアン酸アリル, からし(マスタード)やワサビに含まれる辛味成分)。TRPV1の活性化は痛みを伴う、灼熱感をもたらす。その内因性活性化因子には: 低いpH (酸性の状態)、内因性カンナビノイド・アナンダミド、N-oleyl-dopamine、およびN-アラキドノイルドーパミン。TRPV1受容体は主に末梢神経系の侵害受容性(痛覚)ニューロンに見られるが、しかしそれらは中枢神経系を含む、他の多くの組織でも報告されている。TRPV1は痛み (侵害受容)の伝達と調節、およびさまざまな痛みを伴う刺激の統合に関与している。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: 機能
Subsection: 感作

(高温などの)有害な刺激に対するTRPV1の感受性は静的ではない。組織の損傷とそれに伴う炎症が起こると、多数の(さまざまなプロスタグランジンやブラジキニンなどの)炎症メディエーターが放出される。これらのエージェント(作用薬)は侵害刺激に対する侵害受容器の感受性を高める。これは痛みを伴う刺激に対する感受性の増加 (痛覚過敏) または痛みを伴わない刺激に対する反応における痛みの感覚 (アロディニア) として顕在化する。ほとんどの感作性炎症誘発エージェント(英: sensitizing pro-inflammatory agents)はホスホリパーゼC経路を活性化する。プロテインキナーゼCによるTRPV1のリン酸化はTRPV1の感作において役割を果たすことが示されている。PLC-ベータによるPIP2の裂開は、TRPV1の脱抑制をもたらす可能性があり、結果として、侵害刺激に対するTRPV1の感受性に寄与する。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: 機能
Subsection: 脱感作

カプサイシンに長時間暴露されると、TRPV1の活性が低下し、脱感作と呼ばれる現象が起こる。この現象には細胞外カルシウムイオンが必要であり、したがってカルシウムの流入とそれに伴う細胞内カルシウムの増加がこの効果を媒介する。PKAおよびPKCによるリン酸化、カルモジュリンとの相互作用、カルシニューリンによる脱リン酸化、およびPIP2の減少などのさまざまなシグナル伝達経路が、TRPV1の脱感作の調節に関与している。TRPV1の脱感作はカプサイシンのパラドキシカルな鎮痛効果の根底にあると考えられている。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: 臨床的な意義
Subsection: 末梢神経系

その侵害受容への関与の結果として、TRPV1は鎮痛剤の開発のターゲットとなっている。3つの主要な戦略が使用されている:
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: 臨床的な意義
Subsection: TRPV1の用途

TRPV1受容体は生命体が温度変化をどのように感知できるかを測定できるようにするのに役立つ。ラボで受容体をマウスから除去すると、周囲温度の違いを検出できなくなるかもしれない。製薬分野では、これは炎症性疾患もしくは激しい灼熱痛を抱える患者に熱受容体をブロックすることで、痛みを伴わずに治癒する機会を与えることを可能にする。TRPV1受容体の欠損は、熱は大量の十分な投与量で大抵の生物を殺すことができるので、発達中の脳を垣間見ることができ、したがって、この除去プロセスは研究者に熱を感知できないことが生命体の生存可能性にどのように有害になる可能性があるかを示し、その後、これを人間の熱中症に置き換える。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: 臨床的な意義
Subsection: 免疫細胞におけるTRPV1

TRPV1はニューロンだけでなく免疫細胞でも重要な役割を果たしている。TRPV1の活性化は炎症性サイトカインおよびケモカインの放出と貪食能などを含む免疫応答を調節する。しかしながら、免疫細胞におけるTRPV1の役割はは完全には理解されておらず現在熱心に研究されている。TRPV1は免疫細胞で発現する唯一のTRPチャネルではない。TRPA1、TRPM8、およびTRPV4は、免疫細胞でも研究されている最も関連性の高いTRPチャネルである。TRPV1の発現は適応免疫細胞と同様に自然免疫細胞でも確認された。TRPV1は、単球、マクロファージ、樹状細胞、Tリンパ球、ナチュラル・キラー(NK)細胞、好中球に見られる。TRPV1は、免疫細胞のパフォーマンスに影響を与える可能性がある、より高い温度とより低いpHを感知するため、免疫細胞の機能において潜在的に非常に重要であると言われている。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: 臨床的な意義
Subsection: 免疫細胞におけるTRPV1

=TRPV1はT細胞の重要な膜チャネルでありカルシウム・カチオンの流入を調節する。TRPV1の関与は主にT細胞受容体シグナル伝達(シグナリング)、T細胞活性化およびTCRを介したカルシウム・イオンの流入だが、T細胞サイトカイン産生にも関与している。実際、TRPV1ノックアウトを伴うT細胞は、TCRを介したT細胞の活性化後にカルシウムの取り込み障害を示すため、したがってNF-κBやNFATなどのシグナル伝達経路の調節不全を示す。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: 臨床的な意義
Subsection: 免疫細胞におけるTRPV1

=自然免疫に関しては、カプサイシンによるTRPV1の活性化はマクロファージによる亜硝酸ラジカル、スーパーオキシド・アニオン、過酸化水素の生成を抑制することが示されている。さらに、カプサイシンの投与、とそれに続くTRPV1の活性化は、樹状細胞における貪食を抑制する。マウスモデルでは、TRPV1は樹状細胞の成熟と機能に影響を与えるが、ただし、人間におけるこの効果を明らかにするには、さらなる研究が必要である。好中球では、サイトゾルのカルシウム陽イオンの増加はプロスタグランジンの合成をもたらす。カプサイシンによるTRPV1の活性化は細胞内へのカルシウムイオンのより高い流入により好中球の免疫応答を調節する。TRPV1は多くの炎症性疾患における新規治療薬とも考えられている。複数の研究はTRPV1が慢性喘息、食道炎、関節リウマチ、癌などのいくつかの炎症性疾患の転帰(アウトカム)に影響を与えることを証明した。TRPV1のアゴニストとアンタゴニストを使用した研究は、それらの投与が実際に炎症の経過を変えることを示している。ただし、現時点では、TRPV1の活性化がどのタイプの炎症誘発性または抗炎症性反応を誘発するかについて矛盾する証拠がたくさんある。さらなる研究を行う必要がある。一方、炎症性疾患におけるTRPV1の影響はむしろ免疫細胞、ニューロン、および他の細胞タイプ (上皮細胞など) との間の相互作用なのでおそらく免疫細胞だけに限定されないことを強調することが重要である。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: 臨床的な意義
Subsection: TRPV1と癌

TRPV1はいくつかのタイプの癌(e.g.、膵臓癌および結腸腺癌)で過剰発現していることが判明した。これは特定のタイプの癌はカプサイシン誘発性 (および他のバニロイド誘発性) 細胞死によって媒介される細胞死を起こしやすい可能性があることを示唆する。実際、研究はチリ(唐辛子)ベース食品の消費(量)と癌を加えた全死因死亡率との逆相関を示している。チリベースの食品の消費によるこの有益な影響はカプサイシノイド含有量に起因していた。そのアゴニストであるカプサイシンによるTRPV1の活性化はG0-G1細胞停止および白血病細胞株、成人T細胞白血病および多発性骨髄腫におけるアポトーシスを誘発することが示された。カプサイシンは抗アポトーシスタンパク質Bcl-2の発現を低下させ、細胞死の主要な調節因子として知られる腫瘍抑制タンパク質であるp53の活性化も促進する。どちらの場合もカプサイシンのこの効果は、その後前述のアポトーシスにつながる。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: 臨床的な意義
Subsection: TRPV1と神経炎症

ニューロンと免疫細胞の間の相互作用はよく知られている現象であり、したがって、ニューロンと免疫細胞の両方で発現するため、TRPV1が神経炎症においてその役割を果たしていることは驚くべきことではない。ミクログリアと星状細胞、ニューロンのすぐ近くにある細胞におけるTRPV1の発現の確認にはかなりの重要性が支払われるべきである。神経免疫軸(索)は神経炎症分子の産生と、2つのシステム間で相互作用し外部刺激（または身体自身の病理）に対する複雑な応答を確実にする受容体が存在する場所である。TRPV1の神経炎症への関与を研究することは今後の治療に大きな意義を持つ。TRPV1を発現する皮膚神経細胞と樹状細胞は互いに近接していることが判明した。ニューロンにおけるTRPV1チャネルの活性化は樹状細胞によるインターロイキン23のその後の産生と、T細胞によるIL-17のさらなる産生に関連している。これらのインターロイキンは病原性真菌（カンジダ・アルビカンスなど）および細菌（黄色ブドウ球菌など）に対する宿主防御にとって重要であり、したがって神経免疫軸のおかげでTRPV1の活性化はこれらの病原体に対するより優れた防御につながる可能性がある。TRPV1はミトコンドリアが誘導する細胞死を引き起こすそのCa2+シグナル伝達を介して、ミクログリアのオートファジーに関与すると言われている。TRPV1チャネルはミクログリアによる炎症にも影響を与える。 ミクログリアと星状細胞の移動と走化性は細胞骨格とCa2+シグナル伝達を伴うTRPV1の相互作用が影響していると思われる。TRPV1はしたがってミクログリアの機能を介して神経免疫軸にも関与している。TRPV1はハンチントン病、血管性認知症、パーキンソン病などの神経疾患に保護効果を有することが示された。ただし、その正確な機能についてはさらに調査する必要がある。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: リガンド
Subsection: アゴニスト

TRPV1は自然界に由来する多数のアゴニストによって活性化される。カプサイシンやレシニフェラトキシンなどのアゴニストはTRPV1を活性化し、(長期間適用すると)TRPV1活性が低下(脱感作)し、侵害刺激への曝露後の炎症性分子のTRPV1媒介放出におけるその後の減少を介して痛みの緩和につながる。アゴニストは一般にパッチまたは軟膏として、さまざまな形で痛みのある領域に局所的に適用できる。低濃度のカプサイシン (0.025 - 0.075%) を含む、多数のカプサイシン含有クリームが医師の処方が不要(over-the-counter: OTC)で利用可能である。これらの調剤薬が実際にTRPV1脱感作につながるかどうか議論されており; それらが反対刺激を介して作用する可能性がある。より高濃度(最大10%)のカプサイシンを含む新規製剤が治験中である。皮膚のTRPV1含有ニューロンの退行を引き起こすことによって、30分間の治療で最大3か月の鎮痛効果が得られる事を証明する裏付けとなる証拠を用いて、8%のカプサイシン・パッチが最近臨床で使用できるようになった。現在、これらの治療はそれらの鎮痛効果を維持するために（まれではあるが）定期的に再投与する必要がある。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: リガンド
Subsection: アゴニスト

=カンナビノイド・リガンドは次のものが含まれる:カンナビジオール(CBD) - アゴニストカンナビゲロール, CBG) - アゴニストテトラヒドロカンナビバリン, THCV) - アゴニストカンナビゲロバリン, CBGV) - アゴニスト
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: リガンド
Subsection: アゴニスト

=カンナビミメティック受容体を活性化するN-アシル・アミドは次のものが含まれる:アナンダミド (AEA)N-アラキドノイルドーパミンN-オレオイルドーパミンN-アラキドノイルタウリンN-ドコサヘキサエノイルエタノールアミンN-ドコサヘキサエノイルGABAN-ドコサヘキサエノイルアスパラギン酸N-ドコサヘキサエノイルグリシンN-ドコサヘキサエノイルセリンN-アラキドノイルGABAN-リノレイルGABA
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: リガンド
Subsection: アゴニスト

=
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: リガンド
Subsection: アゴニスト

=ビタミンD代謝物、カルシフェジオール (25-ヒドロキシ・ビタミンDまたは25OHD) およびカルシトリオール (1,25-ヒドロキシ・ビタミンDまたは1,25OHD) は、TRPV1の内因性リガンドとして機能する。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: リガンド
Subsection: 中枢神経系

TRPV1は中枢神経系の高レベルでも発現しており、痛みだけでなく不安などの他の状態の治療の標的としても提案されている。さらに、TRPV1は海馬における長期シナプス抑制(LTD)を仲介するためにも発現する。LTDは記憶形成を助ける反対の長期増強(LTP)とは異なり、新しい記憶を作る能力の低下に関連している。多くのシナプスで発生するLTDとLTPの動的パターンは記憶形成のコードを提供する。長期的な抑圧とそれに続く活動の低下によるシナプスの刈り込みは記憶形成の重要な側面である。ラット脳スライスでは、熱またはカプサイシンによるTRPV1の活性化はLTDを誘発した一方カプサゼピンはLTDを誘発するカプサイシンの能力をブロックした。脳幹 (孤立路核) では、TRPV1は無髄頭蓋内臓求心性神経からのグルタミン酸の非同期的かつ自発的な放出を制御し - 放出プロセスは常温で活性であり、ゆえに痛みを伴う熱でのTRPV1応答とはまったく異なる。したがって、もしかするとてんかんの治療として、中枢神経系におけるTRPV1の調節は治療の可能性があるかもしれない (TRPV1はすでに末梢神経系の鎮痛の標的になっている)。
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: 相互作用

TRPV1は以下のものと相互作用することが示されている:CALM1、SNAPAP、そしてSYT9。CBDAEANPR1PKG
Title: TRPV1 (TRPV1)
Section: 発見

哺乳類の後根神経節 (DRG) ニューロンは、カプサイシンによって活性化され得る感熱性イオンチャネルを発現することが知られていた。デヴィッド・ジュリアスの研究グループは(そこで)、後根神経節ニューロンで発現する遺伝子のcDNAライブラリーを作成し、HEK-293細胞でクローンを発現させ、カプサイシンに反応して (HEK-293では通常反応し得ない)カルシウムが流入する細胞を探した。数回のスクリーニングとライブラリーの分割の後、1997年にTRPV1チャネルをコードする単一のクローンが最終的に特定された。これは特定された最初のTRPVチャネルであった。ジュリアスは自身の発見により2021年のノーベル生理学・医学賞を受賞した。
Title: FOXP3 (FOXP3)
Section: abstract

FOXP3（forkhead box P3）またはScurfinは、免疫応答に関与するタンパク質である。FOXP3はFOXタンパク質ファミリーのメンバーであり、制御性T細胞（Treg）の発生と機能の調節経路のマスターレギュレーターとして機能する。一般的に、制御性T細胞は免疫応答を抑える役割を果たす。がんでは制御性T細胞の過剰な活性によってがん細胞が免疫系による破壊を免れている場合があり、また自己免疫疾患では制御性T細胞の活性の欠乏によって他の自己免疫細胞による自組織への攻撃が行われるようになっている場合がある。その正確な制御機構は十分には解明されていないものの、FOXタンパク質群は類似したDNA結合特性によって転写制御を行っていると考えられている。制御性T細胞のモデル系では、FOXP3は制御性T細胞の機能に関与する遺伝子群のプロモーターに結合し、またT細胞受容体刺激後に重要な遺伝子の転写を阻害している可能性がある。
Title: FOXP3 (FOXP3)
Section: 遺伝子

FOXP3遺伝子は11個のエクソンから構成される。マウスとヒトの遺伝子でコーディング領域のエクソン-イントロン境界は同一である。FOXP3遺伝子はX染色体の短腕（Xp11.23）に位置する。
Title: FOXP3 (FOXP3)
Section: 生理

FOXP3は内在性Treg（nTreg）や誘導性Treg（iTregまたはaTreg）の特異的マーカーであり、またこれらの細胞はCD25、CD45RBなどのより特異性の低いマーカーによっても同定される。動物研究では、Foxp3を発現するTregは免疫寛容、特に自己寛容に重要であることが示されている。動物研究では、糖尿病、多発性硬化症、気管支喘息、炎症性腸疾患、甲状腺炎、腎臓病モデルにおいて、Foxp3陽性T細胞の誘導または投与によって自己免疫疾患の重症度が顕著に低減されることが示されている。ヒトにおいても、Tregを用いた移植片対宿主病の治療の有効性が示されている。一方、T細胞は当初考えられていたよりも可塑性が高いことが示されている。このことは治療におけるTregの利用がリスクを伴う可能性を意味しており、一例として宿主へ投与されたTregは炎症促進性のTh17細胞へ変化する可能性がある。Th17細胞が産生される環境はiTregと類似しており、Th17細胞はTGF-βとIL-6（またはIL-21）の影響下で産生されるのに対し、iTregはTGF-βのみの影響で産生される。FOXP3はTreg系列のマスターレギュレーターとして同定されており、ヒストン標識に依存してアクチベーターとしてもリプレッサーとしても機能する。FOXP3遺伝子の発現はナイーブT細胞からTregへの変換をもたらすことが知られており、Tregはin vivoやin vitroで免疫抑制能を有する。このことは、FOXP3が免疫抑制を媒介する因子の発現を調節していることを示唆しており、FOXP3の標的の同定がTregによる免疫抑制の理解に重要となる可能性を示している。
Title: FOXP3 (FOXP3)
Section: 病態生理

Tregの数の変化、特にFOXP3を発現している細胞の数の変化は、多くの疾患でみられる。一例として、腫瘍を有する患者ではFOXP3陽性T細胞が局所的に相対的に過剰に存在し、がん細胞形成を抑制する能力が阻害されている。逆に、全身性エリテマトーデスなどの自己免疫疾患の患者では、FOXP3陽性細胞が相対的に機能不全を起こしている。また、IPEX症候群ではFOXP3遺伝子に変異が生じている。IPEX症候群の患者の多くでは、DNA結合を担うフォークヘッドドメイン領域に変異が生じている。マウスでは、Foxp3の変異（フォークヘッドドメインの喪失が引き起こされるフレームシフト変異）によって"Scurfy"と呼ばれるX連鎖劣性遺伝変異体マウスとなり、ヘミ接合型オスマウスは出生後16から25日で致死となる。この変異体マウスでは、CD4+T細胞の過剰増殖、広範囲にわたる多臓器浸潤、多数のサイトカインの上昇が生じる。この表現型は、CTLA-4やTGF-βの発現を欠くマウスや、IPEX症候群のものとも類似している。Foxp3遺伝子を過剰発現するマウスでは、T細胞数の減少が観察される。残りのT細胞も増殖能や細胞溶解応答、IL-2産生が乏しいが、胸腺の発生は見かけ上正常である。組織学的解析では、末梢リンパ器官、特にリンパ節で正常な細胞数がみられない。
Title: FOXP3 (FOXP3)
Section: がんにおける役割

FOXP3の多型（rs3761548）は、Tregの活性や、IL-10、IL-35、TGF-βといった免疫調節サイトカインの分泌に影響を及ぼすことで、胃がんなどの発生に寄与している可能性がある。P60と呼ばれる15-merの合成ペプチドは細胞内へ移行してFOXP3に結合し、FOXP3の核移行を妨げることが示されている。その結果、FOXP3はNF-κBやNFATといった転写因子を抑制することができなくなる。こうしたFOXP3阻害ペプチドによってTregの機能を阻害することで、抗腫瘍免疫療法の効果を高めることができる可能性がある。
Title: FOXP3 (FOXP3)
Section: 自己免疫

FOXP3調節経路の変異や破綻は、自己免疫性甲状腺炎や1型糖尿病といった器官特異的自己免疫疾患につながる場合がある。こうした変異は胸腺内で発生する胸腺細胞に影響を及ぼす。胸腺細胞はその分化の際に、FOXP3によって調節を受けて成熟型Tregへ形質転換する。全身性エリテマトーデスの患者の一部にはこの過程に影響を及ぼすFOXP3変異がみられるが明らかにされており、胸腺内で適切なTreg細胞の発生が生じなくなっている。こうした機能不全型Treg細胞は転写因子による効果的な調節を受けず、健康な細胞を攻撃することで器官特異的な自己免疫疾患につながる。また、FOXP3は炎症抑制を媒介する分子の発現調節を介して、自己免疫系の恒常性を維持ししている。一例として、FOXP3はCD39の発現を誘導し、細胞外のATPの分解促進をもたらす。CD39は炎症性分子であるATPを抗炎症分子であるアデノシンへ分解するカスケードの律速段階となる酵素であり、さまざまな細胞集団で免疫抑制を調節する。
Title: TATA結合タンパク質 (TATA-binding protein)
Section: abstract

TATA結合タンパク質（ターターけつごうタンパクしつ、英: TATA-binding protein、TBP）とは、TATAボックスと呼ばれるDNA配列に特に結合する基本転写因子のことである。このDNA配列は一部の真核生物の遺伝子のプロモーター領域において転写開始位置の約25塩基対上流で見つかっている。TBPは、様々なTBPに関連した因子とともにRNAポリメラーゼII転写開始前複合体を作り上げる基本転写因子であるTFIIDを作り上げる。特有のDNA配列に結合する転写開始前複合体である数少ないタンパク質の1つとして、RNAポリメラーゼIIが遺伝子の転写開始位置に結合する助けとなる。しかしながら、ヒトのプロモーター領域の10-20%にしかTATAボックスが存在しないと考えられている。それゆえ、TBPはRNAポリメラーゼIIの位置決定のみに必要とされているのではないと考えられている。TBPはDNAを80°折り曲げることで二本鎖DNAを解離することに関与している（多くのA-T間の結合はより容易にほどける）。TBPはβシートによる数少ない溝に結合するという点で、特異なタンパク質である。TBPのもう1つの特異な特徴は、タンパク質のN末端における長いグルタミンの連続である。この領域がC末端のDNAへの結合の活性を調節しており、この調節が転写複合体 (transcription complex) 形成と転写開始に影響を与えている。このポリグルタミン領域をコードするCAGの繰り返しの数が多くなり、結果、ポリグルタミン鎖が伸長する変異は、神経変性である脊髄小脳失調症17型 (SCA17) に関係している。
Title: TATA結合タンパク質 (TATA-binding protein)
Section: 転写因子の構成要素としての役割

TBPは真核生物の転写因子であるTFIIDのサブユニットである。 TFIIDはRNAポリメラーゼIIの転写開始前複合体形成の過程において最初にDNAと結合するタンパク質である。TFIIDの遺伝子のプロモーター領域に存在するTATAボックスへの結合は、RNAポリメラーゼIIが転写を行うために必要なほかの因子の補充を開始させる。その補充された転写因子にはTFIIAやTFIIB、TFIIFも含まれている。それぞれの転写因子は多くのタンパク質のサブユニットの相互作用により形成されており、このことは、転写というものが非常に統制されたプロセスであることを示している。TBPはRNAポリメラーゼIやRNAポリメラーゼIIIにとってもまた必要な要素であり、また、TBPが3つのRNAポリメラーゼ全てに必要な唯一のサブユニットであると考えられている。
Title: TATA結合タンパク質 (TATA-binding protein)
Section: DNAとタンパク質の相互作用

TBPがDNA内でTATAボックスと結合すると、塩基対間にアミノ酸の側鎖が入り込み、部分的に螺旋がほどけたり、普段よりよじれたりすることでDNAがゆがむ。このゆがみにより、タンパク質とDNAの接する面がより広くなる。TBPは、正の電荷を帯びたリシン、アルギニン残基により、DNA内の負の電荷を帯びたリン酸と結合する。DNAの鋭い屈曲は4つの大きなフェニルアラニン残基の突出部が適当な部分に入り込むことで生じる。DNAが屈曲していると、TBPとの接触が増え、したがってDNA-タンパク質間相互作用 (DNA-protein interaction) が増す。この相互作用が二重らせんをほどくことによりDNAのひずみはより大きくなる。なぜならDNAのこの領域はアデニン、チミン残基が多く、これらの塩基対は2本の水素結合のみで形成されており、二重らせんがほどけやすいためである。二重らせんがほどけることにより塩基があらわになり、RNAポリメラーゼIIが遺伝子の転写を開始することができるようになる。
Title: TATA結合タンパク質 (TATA-binding protein)
Section: 他のタンパク質との相互作用

TATA結合タンパク質は次のようなタンパク質とタンパク質間相互作用を示す。
Title: 時計遺伝子 (CLOCK)
Section: abstract

時計遺伝子（とけいいでんし、英 clock gene）は、概日リズム（体内時計）をつかさどる遺伝子群を指す。動物では period (per)、 Clock (Clk)、cryptochrome (cry) などが知られている。恒常条件（恒常的な暗黒や連続照明）の下で、時計遺伝子に変異が起きたモデル生物は、概日リズムが保てなくなり、活動にリズムがなくなったり（無周期）、短かいリズムや長いリズム（短周期、長周期）で行動するようになる。
Title: 時計遺伝子 (CLOCK)
Section: 定義

日本には「時計遺伝子」を正式に定義されたことは無い。従来の考え方によれば、時計遺伝子（Clock gene）とは、概日リズムの発生に必要な遺伝子の一群を指す。時計遺伝子は発現に顕著な 24 時間リズムが見られるものが多い（例外もある）。一方で、時計遺伝子以外でも時計による支配を受け 24 時間リズムで発現振動する遺伝子も多く見られ、それらは Clock controlled gene（CCG, 時計制御遺伝子、時計被制御遺伝子）と呼ぶことも提唱されている。なお、イタリックで Clock gene と記載された場合は時計遺伝子全体ではなく、特定の Clock (circadian locomoter output cycles kaput) 遺伝子を指す。
Title: 時計遺伝子 (CLOCK)
Section: 歴史

最初の概日リズム変異動物は、ベンザーとコノプカにより 1971 年に報告された period 変異体である。遺伝子は 1984 年に同定された。ほ乳類での最初の時計遺伝子は、日系アメリカ人であるタカハシらが報告した Clock である。1994 年に変異体が、1997 年に原因遺伝子が報告された。なお、ほ乳類で最初の概日リズム変異はハムスターで 1988 年に tau 系統が見つかっていたが、その原因遺伝子の特定は 2000 年であった。
Title: 時計遺伝子 (CLOCK)
Section: 概日リズムの形成
Subsection: 転写フィードバックループ

遺伝子発現のネガティブフィードバックループが提唱され、それが根幹と考えられている。動物では正の転写因子である CLOCK/BMAL1 複合体が E-Box 配列に結合して、負の転写因子である Per, Cry の転写を活性化する。作られた PER/CRY 複合体が核に移行して、CLOCK/BMAL1 複合体を抑制して Per, Cry の転写が減少する。ただし、キイロショウジョウバエでは CRY ではなく TIMELESS (TIM) が PER とともに核に移行する。概日リズムの形成のためには、これらコア時計遺伝子以外にも多くの遺伝子が関与している（動物の時計遺伝子を参照）。植物やアカパンカビでは、動物とは異なった時計遺伝子が働いているが、同様の転写フィードバックループが示されている。
Title: 時計遺伝子 (CLOCK)
Section: 概日リズムの形成
Subsection: リン酸化によるリズム形成

シアノバクテリアでは、転写フィードバックループに依存しない、リン酸化のみによる24時間リズムの維持が報告されている（名古屋大学近藤研究室を参照）。時計遺伝子産物である KaiC のリン酸化には 24 時間リズムがあるが、そのリズムは試験管内で、KaiA, KaiB, KaiC のたんぱく質と ATP を混合することでも維持されることが示されている。動物でも時計遺伝子産物のリン酸化リズムが知られており、時計遺伝子のリン酸化酵素の変異や、PER などのリン酸化標的アミノ酸の変異は周期の異常を起こすことが報告されている。
Title: 時計遺伝子 (CLOCK)
Section: 時計遺伝子の異常と人の健康

人間の時計遺伝子の解析により、PER2 遺伝子の一塩基多型が、睡眠相前進症候群 (Advanced sleep phase syndrome,ASPS) の原因となる可能性が示された。
Title: 時計遺伝子 (CLOCK)
Section: 概日リズム以外の働き

時計遺伝子には概日リズム以外の働きが知られている遺伝子もある。Per2 遺伝子のノックアウトマウスの解析では、がんの発生増加が報告され、がん抑制遺伝子として働くと考えられる。細胞周期・DNA 修復と時計遺伝子は DNA 損傷の防止という点で太古の昔から関連していると考えられている（概日リズムの項を参照）。Clock 遺伝子の変異マウスの解析、Bmal1 の機能解析などから肥満との関与も注目されている(なぜ、遅く食べると太るの？)。
Title: グルコキナーゼ (Glucokinase)
Section: abstract

グルコキナーゼ（英: glucokinase、EC 2.7.1.2）は、グルコースからグルコース-6-リン酸へのリン酸化を促進する酵素である。ヒトや他の脊椎動物の大部分では、グルコキナーゼは肝臓と膵臓の細胞で発現している。各器官においてグルコースのセンサーとして機能することで炭水化物の代謝調節に重要な役割を果たし、食事後や絶食時などのグルコースレベルの上昇や低下に応答して代謝や細胞機能の変化を開始させる。この酵素の遺伝子の変異は、一般的でない病態の糖尿病や低血糖症を引き起こす。グルコキナーゼはヘキソキナーゼのアイソザイムであり、他の3つのヘキソキナーゼと相同性を示す。ヘキソキナーゼはグルコースからグルコース-6-リン酸へのリン酸化を媒介し、これはグリコーゲン合成と解糖系の双方の第一段階である。グルコキナーゼのグルコースに対する親和性は他のヘキソキナーゼよりも低い。他の3つのヘキソキナーゼはほとんどの組織や器官で解糖系やグリコーゲン合成に重要な役割を果たすのに対し、グルコキナーゼの活性はいくつかの細胞種に限られている。この低い親和性のため、生理的条件下におけるグルコキナーゼの活性はグルコース濃度によって大きく変動する。
Title: グルコキナーゼ (Glucokinase)
Section: 命名

この酵素の別名としては、hexokinase IV、hexokinase D、ATP:D-hexose 6-phosphotransferaseなどがある。一般名であるグルコキナーゼは、生理的条件下ではグルコースに対し特異性を示すことに由来する。「グルコキナーゼ」という名称はミスリーディングであり廃止すべきであるという主張も一部には存在する。それは、この酵素が適切な条件下では他のヘキソースに対してもリン酸化を行うため、また、細菌にはグルコースに対して厳密な特異性を示し、この酵素とは遠い関係にある酵素が存在するためである。「グルコキナーゼ」という名称とEC 2.7.1.2は、こちらの酵素に対して用いられるべきである、との主張がなされている。しかしながら、医学や哺乳類の生理学においては依然として「グルコキナーゼ」という名称が用いられている。2004年には、哺乳類で新たなグルコースに対するキナーゼ（ADP依存性グルコキナーゼ）が発見された。この遺伝子は、このグルコキナーゼとは異なり原始的生物のものと類似している。この酵素はATPよりもADPに依存し、低酸素条件下でより効率的に機能する可能性が示唆されているが、代謝における役割や重要性は未解明である。
Title: グルコキナーゼ (Glucokinase)
Section: 触媒
Subsection: 基質と産物

グルコキナーゼの生理的に重要な基質はグルコースであり、最も重要な産物はグルコース-6-リン酸である。他に必要な基質としてはリン酸の供給源となるアデノシン三リン酸（ATP）があり、リン酸が除去されてアデノシン二リン酸（ADP）に変換される。グルコキナーゼは次の反応を触媒する。ATPはマグネシウム（Mg）を補因子として結合した複合体として反応に参加する。さらに特定の条件下では、グルコキナーゼは他のヘキソキナーゼと同様、他のヘキソースや類似物質のリン酸化を誘導することができる。そのためより正確には、グルコキナーゼが触媒する一般的反応は次のように記述される。Hexose + MgATP2− → Hexose-PO2−3 + MgADP− + H+基質となりうるヘキソースにはマンノース、フルクトース、グルコサミンなどがあるが、これらのヘキソースに対する親和性は低く、十分な活性を示すためには細胞内ではみられないほどの高濃度の基質を必要とする。
Title: グルコキナーゼ (Glucokinase)
Section: 触媒
Subsection: 速度論

2つの重要な速度論的性質によって、グルコキナーゼは他のヘキソキナーゼと区別され、グルコースのセンサーとしての特別な機能が可能となっている。グルコキナーゼは他のヘキソキナーゼよりもグルコースに対する親和性が低い。グルコキナーゼは、生理学的に重要な4–10 mM（72–180 mg/dL）の範囲で、グルコース濃度の上昇とともにコンフォメーションまたは機能の変化が生じる。約8 mM（144 mg/dL）のグルコース濃度で半飽和となる。グルコキナーゼは反応産物であるグルコース-6-リン酸によって阻害されない。この性質のため、反応産物が多く存在する条件下でもシグナルの出力（インスリン放出の誘導など）を継続することができる。これらの2つの特徴によって、基質の供給量によって代謝経路を調節することが可能となる。すなわち、最終産物の要求量ではなく、グルコースの供給量によってグルコキナーゼの酵素反応の速度は決定される。グルコキナーゼの他の特徴としては緩やかな協同性が挙げられ、ヒル係数（nH）は約1.7である。グルコキナーゼにはグルコースの結合部位が1つしか存在せず、基質協同性を示す唯一の単量体酵素である。協同性は、異なる反応速度を持つ2つの酵素状態間の「緩やかな転移」を伴う過程によるものであると想定されている。優勢な酵素状態がグルコース濃度に依存して変化する場合には、観察されているような見かけ上の協同性が作り出される。この協同性のため、グルコキナーゼのグルコースとの速度論的相互作用は典型的なミカエリス・メンテン型の速度論には従わない。そのため、グルコースに対するKm値よりも、酵素の50%が飽和して活性状態となる濃度である半飽和濃度S0.5を記述する方が正確である。グルコース濃度の関数として酵素活性を記述した際、その曲線の「変曲点」の濃度はnHを1.7とすると約4 mMである。言い換えれば、グルコース濃度の生理的正常範囲の下限付近である約72 mg/dLの濃度において、グルコキナーゼの活性はグルコース濃度の小さな変動に対し最も感度が高くなる。もう一方の基質であるMg-ATPとの速度論的関係は典型的なミカエリス・メンテン式によって記述され、親和性は約0.3–0.4 mMで一般的な細胞内ATP濃度2.5 mMよりも十分に低い。ほぼ常に過剰なATPが存在していることは、ATP濃度がグルコキナーゼの活性に影響を与えることはめったにないことを意味している。双方の基質が飽和しているときのグルコキナーゼの最大比活性値または回転数（kcat）は62 s−1である。ヒトのグルコキナーゼの至適pHは最近になって特定され、pH 8.5-8.7と驚くほど高いことが示された。グルコースの結合部位は、複数のシステイン残基のスルフヒドリル基に囲まれている。これらのシステイン残基はCys230を除いて触媒過程に必須であり、酸化に伴って複数の分子内ジスルフィド結合が形成されてグルコキナーゼは不安定化される。膵臓β細胞では、活性型グルコキナーゼと不活性型との比は、少なくとも部分的には、スルフヒドリル基の酸化とジスルフィド結合の還元とのバランスによって決定されている。