プリンキピア

第9章細胞間の情報伝達

Visual Connection Questions図を使った問題

Exercises 12練習問題 12
Exercise 12問題 12
Figure 9.10 In certain cancers, the GTPase activity of the RAS G-protein is inhibited. This means that the RAS protein can no longer hydrolyze GTP into GDP. What effect would this have on downstream cellular events?
英語のヒント
図9.10 一部のがんでは、RASというGタンパク質のGTPアーゼ活性が阻害されている。つまり、RASタンパク質はGTPをGDPへ加水分解できなくなる。これは細胞内の下流の出来事にどのような影響を与えるか。
Solution解き方
Figure 9.10 ERK would become permanently activated, resulting in cell proliferation, migration, adhesion, and the growth of new blood vessels. Apoptosis would be inhibited.
図9.10 ERKが恒常的に活性化され、細胞の増殖、移動、接着、および新たな血管の成長が起こる。アポトーシスは阻害される。

Review Questions確認問題

Exercises 13–16練習問題 13–16
Exercise 13問題 13
Where do DAG and IP3 originate?
DAGとIP3は何から生じるか。
  1. They are formed by phosphorylation of cAMP.
    cAMPのリン酸化によってできる。
  2. They are ligands expressed by signaling cells.
    シグナルを送る細胞が発現するリガンドである。
  3. They are hormones that diffuse through the plasma membrane to stimulate protein production.
    細胞膜を拡散で通過し、タンパク質の生産を促すホルモンである。
  4. They are the cleavage products of the inositol phospholipid, PIP2.
    イノシトールリン脂質PIP2の切断産物である。
Solution解き方
D
D
Exercise 14問題 14
What property enables the residues of the amino acids serine, threonine, and tyrosine to be phosphorylated?
セリン、トレオニン、チロシンのアミノ酸残基がリン酸化できるのは、どのような性質のためか。
  1. They are polar.
    極性を持つ。
  2. They are non-polar.
    無極性である。
  3. They contain a hydroxyl group.
    ヒドロキシ基を持つ。
  4. They occur more frequently in the amino acid sequence of signaling proteins.
    シグナル伝達タンパク質のアミノ酸配列に、より頻繁に現れる。
Solution解き方
C
C
Exercise 15問題 15
Histamine binds to the H1 G-protein-linked receptor to initiate the itchiness and airway constriction associated with an allergic response. If a mutation in the associated G-protein’s alpha subunit prevented the hydrolysis of GTP how would the allergic response change?
ヒスタミンはH1 Gタンパク質共役型受容体に結合し、アレルギー反応に伴うかゆみと気道収縮を起こす。対応するGタンパク質のαサブユニットに変異が起こり、GTPの加水分解が妨げられたら、アレルギー反応はどう変わるか。
  1. More severe allergic response compared to normal G-protein signaling.
    通常のGタンパク質シグナル伝達より重いアレルギー反応になる。
  2. Less severe allergic response compared to normal G-protein signaling.
    通常のGタンパク質シグナル伝達より軽いアレルギー反応になる。
  3. No allergic response.
    アレルギー反応がなくなる。
  4. No change compared to normal G-protein signaling.
    通常のGタンパク質シグナル伝達と変わらない。
Solution解き方
A
A
Exercise 16問題 16
A scientist observes a mutation in the transmembrane region of EGFR that eliminates its ability to be stabilized by binding interactions during dimerization after ligand binding. Which hypothesis regarding the effect of this mutation on EGF signaling is most likely to be correct?
ある科学者は、EGFRの膜貫通領域の変異によって、リガンド結合後の二量体化で結合相互作用による安定化ができなくなることを観察した。この変異がEGFシグナル伝達に与える影響について、最も正しそうな仮説はどれか。
  1. EGF signaling cascades would be active for longer in the cell.
    細胞内のEGFシグナル伝達カスケードは、より長く活性を保つ。
  2. EGF signaling cascades would be active for a shorter period of time in the cell.
    細胞内のEGFシグナル伝達カスケードの活性期間は、より短くなる。
  3. EGF signaling cascades would not occur.
    EGFシグナル伝達カスケードが起こらなくなる。
  4. EGF signaling would be unaffected.
    EGFシグナル伝達は影響を受けない。
Solution解き方
B
B

Critical Thinking Questions考察問題

Exercises 17–19練習問題 17–19
Exercise 17問題 17
The same second messengers are used in many different cells, but the response to second messengers is different in each cell. How is this possible?
多くの異なる細胞が同じセカンドメッセンジャーを使うのに、それに対する応答は細胞ごとに異なる。これはどのように可能になるのか。
Solution解き方
Different cells produce different proteins, including cell-surface receptors and signaling pathway components. Therefore, they respond to different ligands, and the second messengers activate different pathways. Signal integration can also change the end result of signaling.
細胞ごとに作るタンパク質が異なり、その中には細胞表面受容体やシグナル伝達経路の構成要素も含まれる。そのため異なるリガンドに応答し、セカンドメッセンジャーも異なる経路を活性化する。シグナル統合によっても最終結果は変わりうる。
Exercise 18問題 18
What would happen if the intracellular domain of a cell-surface receptor was switched with the domain from another receptor?
細胞表面受容体の細胞内ドメインを、別の受容体のドメインに取り替えると何が起こるか。
Solution解き方
The binding of the ligand to the extracellular domain would activate the pathway normally activated by the receptor donating the intracellular domain.
リガンドが細胞外ドメインに結合すると、細胞内ドメインの提供元の受容体が通常活性化する経路が活性化される。
Exercise 19問題 19
If a cell developed a mutation in its MAP2K1 gene (encodes the MEK protein) that prevented MEK from being recognized by phosphatases, how would the EGFR signaling cascade and the cell’s behavior change?
MEKタンパク質をコードするMAP2K1遺伝子に変異が生じ、MEKがホスファターゼに認識されなくなったら、EGFRシグナル伝達カスケードと細胞のふるまいはどう変わるか。
Solution解き方
EGF binding to EGFR initiates a signaling cascade that activates protein kinases through phosphorylation. Active Raf phosphorylates MEK, activating MEK’s kinase activity. If MEK cannot be dephosphorylated, the signaling cascade downstream of MEK will continue to be active after the EGF signal is gone. Therefore, the cell will continue to proliferate and be resistant to cell death (apoptosis).
EGFがEGFRに結合すると、リン酸化によってプロテインキナーゼを活性化するカスケードが始まる。活性型RafはMEKをリン酸化し、MEKのキナーゼ活性を高める。MEKを脱リン酸化できなければ、EGFシグナルが消えた後もMEKより下流のカスケードは活性を保つ。そのため細胞は増殖し続け、細胞死（アポトーシス）に抵抗性を示す。
cyclic AMP (cAMP)
環状AMP（cAMP）
second messenger that is derived from ATP
ATPに由来するセカンドメッセンジャー。
cyclic AMP-dependent kinase
環状AMP依存性キナーゼ
(also, protein kinase A, or PKA) kinase that is activated by binding to cAMP
cAMPの結合によって活性化されるキナーゼ。プロテインキナーゼA、またはPKAともいう。
diacylglycerol (DAG)
ジアシルグリセロール（DAG）
cleavage product of PIP2 that is used for signaling within the plasma membrane
細胞膜内のシグナル伝達に使う、PIP2の切断産物。
dimer
二量体
chemical compound formed when two molecules join together
二つの分子が結び付いてできる化合物。
dimerization
二量体化
(of receptor proteins) interaction of two receptor proteins to form a functional complex called a dimer
二つの受容体タンパク質が相互作用し、二量体という機能的な複合体を作ること。
inositol phospholipid
イノシトールリン脂質
lipid present at small concentrations in the plasma membrane that is converted into a second messenger; it has inositol (a carbohydrate) as its hydrophilic head group
細胞膜に低濃度で存在し、セカンドメッセンジャーに変換される脂質。炭水化物であるイノシトールを親水性の頭部に持つ。
inositol triphosphate (IP3)
イノシトール三リン酸（IP3）
cleavage product of PIP2 that is used for signaling within the cell
細胞内のシグナル伝達に使う、PIP2の切断産物。
kinase
キナーゼ
enzyme that catalyzes the transfer of a phosphate group from ATP to another molecule
ATPから別の分子へのリン酸基の移動を触媒する酵素。
second messenger
セカンドメッセンジャー
small, non-protein molecule that propagates a signal within the cell after activation of a receptor causes its release
受容体の活性化によって放出され、その後に細胞内へシグナルを伝える、タンパク質ではない小分子。
signal integration
シグナル統合
interaction of signals from two or more different cell-surface receptors that merge to activate the same response in the cell
異なる二つ以上の細胞表面受容体からのシグナルが合流し、細胞内で同じ応答を活性化する相互作用。
signal transduction
シグナル変換
propagation of the signal through the cytoplasm (and sometimes also the nucleus) of the cell
細胞の細胞質内（時には核内も）へシグナルを伝えること。
signaling pathway
シグナル伝達経路
(also signaling cascade) chain of events that occurs in the cytoplasm of the cell to propagate the signal from the plasma membrane to produce a response
細胞質内で起こり、細胞膜からシグナルを伝えて応答を生じさせる一連の出来事。シグナル伝達カスケードともいう。