イソギンチャク由来の細胞毒性タンパク質

分子生物学では、イソギンチャクの細胞毒性タンパク質は致死性の孔形成タンパク質であり、総称してアクチノポリンと呼ばれ、細胞溶解素のサブクラスである。細胞溶解素は、その構造と機能に基づいていくつかの異なるグループに分類される。^{[ 1 ]}この項目は、最も数の多いグループである20kDaの高塩基性ペプチドを表している。これらの細胞溶解素は、スフィンゴミエリンを含む膜に陽イオン選択性の孔を形成する。例としては、エクイナトキシン（Actinia equina由来）、スティコリシン（Stichodactyla helianthus由来）、マグニフィカリシン（Heteractis magnifica由来）、テネブロシン（Actinia tenebrosa由来）などがあり、これらは孔形成、溶血、細胞毒性、心臓刺激活性を示す。

細胞溶解毒素は安定した可溶性構造をとり、膜と接触すると構造変化を起こし、活性な膜結合型となって膜に自発的に挿入される。脂質二重層を貫通して細胞を溶解させる前に、膜表面でオリゴマー化することが多い。20kDaのイソギンチャク細胞溶解毒素は結合にホスホコリン脂質ヘッドグループを必要とするが、毒素が膜透過性を促進するにはスフィンゴミエリンが必要である。^{[ 2 ]}エクイナトキシンII ^{[ 3 ]}とスティコリシンII ^{[ 4 ]}の結晶構造はどちらも、両側に2つの短いαヘリックスが挟まれた2つのシートに10本のストランドからなるコンパクトなβサンドイッチ構造を示しており、これはオズモチンと類似したトポロジーである。ベータサンドイッチ構造は膜に付着し、ベータシートの表面にある3回転のアルファヘリックスは膜孔形成に関与していると考えられており、おそらくヘリックスが膜を貫通することによって起こる。

アクチノポリンは、イソギンチャクによって産生される小型（約20 kDa）の孔形成タンパク質です。^{[ 5 ]}その構造は、2つのαヘリックスに挟まれたβサンドイッチコアから構成されています。これらのαヘリックスの1つはN末端に位置し、溶液中で柔軟性があり、孔形成時の膜挿入において重要な役割を果たします。全体的なフォールドはアクチノポリン間で高度に保存されており、脂質膜との相互作用能力に不可欠です。^{[ 4 ]}

アクチノポリンは、スフィンゴミエリンに富む膜を認識することで細胞溶解活性を発揮します。結合すると、柔軟なN末端αヘリックスが膜脂質二重層に挿入されます。^{[ 5 ]}この挿入により、複数のアクチノポリン分子のオリゴマー化が開始され、カチオンを選択的に透過する孔が形成されます。結果として生じる浸透圧の不均衡により、細胞が膨張して溶解します。^{[ 6 ]}

多くのイソギンチャク種は、遺伝子重複と多様化によって複数のアクチノポリンアイソフォームを生成します。これらのアイソフォームは、アミノ酸配列がわずかに異なることが多く、孔形成効率と細胞溶解活性が変化する可能性があります。^{[ 6 ]}例えば、Actinia equina、Heteractis crispa、Stichodactyla helianthusなどの種は、生化学的特性が異なる複数の異なるアクチノポリンを生成します。^{[ 6 ]}