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| エイリアス | ACAN、AGC1、AGCAN、CSPG1、CSPGCP、MSK16、SEDK、アグリカン、SSOAOD | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | OMIM : 155760; MGI : 99602; HomoloGene : 136177; GeneCards : ACAN; OMA :ACAN - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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アグリカン（ACAN）は、軟骨特異的プロテオグリカンコアタンパク質（CSPCP）またはコンドロイチン硫酸プロテオグリカン1としても知られ、ヒトではACAN遺伝子によってコードされるタンパク質です。[5]この遺伝子は、レクチカン（コンドロイチン硫酸プロテオグリカン）ファミリーのメンバーです。コードされているタンパク質は、軟骨組織の細胞外マトリックスの不可欠な部分であり、軟骨の圧縮に耐えます。
アグリカンはプロテオグリカン、つまり大きな炭水化物で修飾されたタンパク質です。ヒトのタンパク質は2316アミノ酸から成り、選択的スプライシングにより複数のアイソフォームで発現します。[5]アグリカンは、軟骨組織で大きな凝集体を形成する能力（大きな凝集プロテオグリカン）にちなんで名付けられました。[6] [7]
構造
アグリカンは高分子量（1x10 6 < M < 3x10 6 ）のプロテオグリカンである。コンドロイチン硫酸とケラタン硫酸グリコサミノグリカン（GAG）鎖が延長したタンパク質コアに結合したボトルブラシ構造を示す。 [8]
アグリカンの分子量は2,500 kDaを超えます。 [ 9]コアタンパク質（約300 kDa [10]）には約100個のGAG鎖が結合しています。[11]
アグリカンは、N 末端の 2 つの球状 構造ドメイン(G1 と G2)と、 C 末端の 1 つの球状ドメイン (G3)で構成され、 GAGで大幅に修飾された大きな拡張ドメイン (CS) によって分離されています。 (N-G1-G2-CS-G3-C) 2 つの主要な修飾子部分は、コンドロイチン硫酸とケラタン硫酸領域という異なる領域に配置されています。
3 つの球状ドメイン、G1、G2、G3 は凝集、ヒアルロン酸結合、細胞接着、軟骨細胞のアポトーシスに関与しています。
最近の分子シミュレーションと中性子散乱実験では、水溶液中のアグリカンはシート状の形状に似た2次元凝集体を形成することが示唆されている。[7]
アグリカンは、 II 型コラーゲンとともに、軟骨、特に関節軟骨の主要な構造成分を形成します。
アグリカンファミリーには、PG-Mとも呼ばれるバーシカン、ニューロカン、ブレビカン、細胞表面HA受容体CD44などの他の重要なメンバーが含まれます。これらは、 EGF様ドメイン、炭水化物認識ドメイン（CRD）、補体結合タンパク質（CBP）様ドメイン、免疫グロブリンフォールド、プロテオグリカンタンデムリピートなどの構造モチーフの組み合わせを含むモジュール型プロテオグリカンです。
関数
アグリカンは軟骨の構造と関節の機能にとって重要な成分です。
機能的には、G1ドメインはヒアルロン酸およびリンクタンパク質と相互作用し、細胞外マトリックス内で安定した三元複合体を形成する。G2はG1およびリンクタンパク質のタンデムリピートと相同であり、生成物の処理に関与する。G3はコアタンパク質のカルボキシル末端を構成する。これはグリコサミノグリカンの修飾および生成物の分泌を促進する。アグリカンはヒアルロン酸に結合する能力を通じて、軟骨細胞間および軟骨細胞とマトリックス間の相互作用を媒介する上で重要な役割を果たしている。[11]
アグリカンは椎間板と軟骨に圧縮荷重に抵抗する能力を与えます。局所的に高濃度のアグリカンは、GAG が組織にかかる圧縮荷重に対抗する膨張圧を生成することで、正常な組織機能に必要な浸透圧特性を提供します。この機能能力は、組織細胞外マトリックス中に存在する高濃度の GAG/アグリカンに依存します。[12]椎間板では、アグリカン濃度は 20 代でピークに達し、その後低下し、その後数十年にわたってアグリカン分解産物がゆっくりと蓄積します。[13]これにより、椎間板は加齢とともに硬くなり、弾力性が低下します。
アグリカンは脳内のニューロン間の細胞外空間の組織化にも重要な役割を果たしている。[14]アグリカンはリンクタンパク質やテネイシンとの相互作用を通じてヒアルロン酸に結合し、細胞表面に大きな凝集体を形成する。
臨床的意義
アグリカンの合成と分解は、関節の損傷、疾患、老化時の 軟骨の劣化における役割について研究されています。
N末端球状ドメイン間のリンカードメインは、インターグロブラードメインと呼ばれ、タンパク質分解に対して非常に敏感です。このような分解は、関節炎の発症と関連しています。アグリカンを分解できるプロテアーゼはアグリカナーゼと呼ばれ、ADAM（A Disintegrin And Metalloprotease）タンパク質ファミリーのメンバーです。[15]
変形性関節症は、罹患率の大きな原因であり、社会的、経済的に重大な影響を及ぼします。変形性関節症は、関節軟骨のゆっくりと進行する劣化と、滑膜および関節包の線維化を特徴とします。関節軟骨には、重量の10% までのプロテオグリカンが含まれており、そのほとんどはアグリカンです。アグリカンの喪失は、この疾患の初期症状です。
参考文献
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- ^ abc GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000030607 – Ensembl、2017 年 5 月
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さらに読む
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- 「アグリカン」。ラーニング センター。Sigma-Aldrich 社。2011年 10 月 24 日閲覧。