PDZドメイン
PDZドメインの機能はさまざまな機構によって阻害や活性化が行われる。最も広くみられる機構は、アロステリック相互作用と翻訳後修飾である。
PDZドメインを持つタンパク質はPDZタンパク質と呼ばれる。PDZドメインは既知の数千種類のタンパク質に存在する。PDZタンパク質は真核生物と真正細菌では広くみられるが、古細菌タンパク質にはきわめてわずかな例しか存在しない。PDZドメインは多くの場合他のタンパク質ドメインと関係しており、こうした組み合わせによって特異的機能が発揮される。PDZタンパク質として最もよく記載されている3つのタンパク質として、ここではPSD-95、GRIP(英語版)、HOMER(英語版)を取り上げる。
PSD-95は脳のシナプスタンパク質で、3つのPDZドメインを持つ。そのそれぞれが独特な性質と構造を持ち、PSD-95の多様な機能を可能にしている。一般的に、最初の2つのPDZドメインは受容体と相互作用し、3番目のものは細胞骨格関連タンパク質と相互作用する。PSD-95が結合する主な受容体はNMDA受容体である。PSD-95の最初の2つのPDZドメインはNMDA受容体のC末端に結合し、受容体を神経伝達物質放出部位の膜に固定する。最初の2つのPDZドメインはShaker(英語版)型カリウムチャネルとも同様に相互作用する。PSD-95とnNOS、シントロフィン(英語版)との結合は2番目のPDZドメインを介して行われる。3番目のPDZドメインはCRIPT(英語版)と結合し、PSD-95と細胞骨格との結合を可能にする。
GRIPは、PSD-95とNMDA受容体との間の相互作用と類似した形で、AMPA受容体との相互作用を行うシナプス後タンパク質である。
PDZドメインの構造は、このドメインを持つさまざまなタンパク質の間で部分的に保存されており、通常5–6本のβストランドと長短1本ずつのαヘリックスを持つ。この保存されたフォールドの以外の二次構造はPDZドメイン間で異なる。このドメインは直径約35 Åの球状構造をとる傾向がある。
PDZドメインは通常は単量体として単離されるが、PDZタンパク質のいくつかは二量体を形成する。こうしたPDZ二量体が単量体と比較してどのような機能を持つのかに関しては未解明である。
PDZドメインの結合ポケットに関して一般に受容されているモデルでは、ポケットは上述のGLGF配列に加えていくつかの疎水性アミノ酸によって構成されており、その主鎖の原子はタンパク質またはペプチドリガンドのC末端のカルボキシル基を結合するnestを形成している。大部分のPDZドメインでは、こうした結合部位はβストランドの1本と長いαヘリックスとの間に位置している。