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| エイリアス | COL1A1、EDSC、OI1、OI2、OI3、OI4、コラーゲンI型アルファ1、コラーゲンI型アルファ1鎖、EDSARTH1、CAFYD | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：120150; MGI : 88467;ホモロジーン: 73874;ジーンカード：COL1A1; OMA :COL1A1 - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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コラーゲン I 型アルファ 1 は、アルファ 1 I 型コラーゲンとも呼ばれ、ヒトではCOL1A1遺伝子によってコード化されるタンパク質です。COL1A1は、軟骨を含むほとんどの結合組織 に含まれる線維状コラーゲンであるI 型コラーゲンの主成分をコード化します。
関数
コラーゲンは、軟骨、骨、腱、皮膚、白目（強膜）など、体内の多くの組織を強化し、支えるタンパク質です。COL1A1 遺伝子は、プロアルファ 1(I) 鎖と呼ばれるI 型コラーゲンの成分を生成します。この鎖は、別のプロアルファ 1(I) 鎖、およびプロアルファ 2(I)鎖（COL1A2遺伝子によって生成される）と結合して、I 型プロコラーゲン分子を形成します。これらの 3 本鎖のロープ状のプロコラーゲン分子は、細胞外の酵素によって処理される必要があります。これらの分子は処理されると、細長い原繊維に自らを配置し、細胞の周りの空間で互いに架橋します。架橋の結果、非常に強い成熟した I 型コラーゲン繊維が形成されます。コラーゲンの機能には、剛性と弾性が含まれます。
遺伝子
COL1A1遺伝子は、 17番染色体の長腕（q）の21.3番目と22.1番目の塩基対の間に位置している。 50 183 289塩基対50 201 632 .
臨床的意義
COL1A1遺伝子の変異は、以下の症状と関連しています。
- エーラス・ダンロス症候群、血管型：まれに、COL1A1の特定のヘテロ接合性アルギニンからシステインへの置換変異が血管脆弱性と関連し、COL3A1-vEDSに類似する。
- エーラス・ダンロス症候群、関節弛緩症型： COL1A1遺伝子の変異が原因です。この疾患の原因となるCOL1A1遺伝子の変異は、細胞にプロアルファ 1(I) 鎖の一部を省略するように指示します。この鎖には、分子同士を結合するために使用されるセグメントが含まれます。タンパク質のこの部分が失われると、I 型コラーゲンの構造が損なわれます。皮膚、骨、腱など、I 型コラーゲンを多く含む組織は、この変化の影響を受けます。エーラス・ダンロス IV 型は、網状繊維 (コラーゲン III 型) の異常に最も起因します。
- エーラス・ダンロス症候群、古典型: まれに、COL1A1遺伝子の変異がエーラス・ダンロス症候群の古典型を引き起こすことが示されています。この変異は、遺伝子によって生成されるタンパク質の位置 134 のアミノ酸アルギニンをアミノ酸システインに置換します。(この変異は Arg134Cys と表記されることもあります。) 変化したタンパク質は、他のコラーゲン生成タンパク質と異常に相互作用し、I 型コラーゲン原線維の構造を破壊し、コラーゲンを細胞内に閉じ込めます。研究者は、コラーゲンのこれらの変化が疾患の兆候と症状を引き起こすと考えています。エーラス・ダンロス IV 型は、網状繊維 (コラーゲン III 型) の異常に最も起因しています。リシンがリシル水酸化酵素によって水酸化されなければ、最終的なコラーゲン構造は形成されません。
- 骨形成不全症 I 型: 骨形成不全症は、この遺伝子の変異によって引き起こされる最も一般的な疾患です。COL1A1 遺伝子の 2 つのコピーのうちの 1 つを不活性化する変異が、骨形成不全症 I 型を引き起こします。遺伝子の変異コピーは、プロアルファ 1(I) コラーゲン鎖を生成しません。遺伝子の 1 つのコピーのみが細胞にプロアルファ 1(I) 鎖を生成するよう指示するため、この疾患を持つ人の細胞は、通常の量の I 型コラーゲンの半分しか生成せず、その結果、骨がもろくなり、その他の症状が現れます。
- 骨形成不全症 II 型: COL1A1遺伝子のさまざまなタイプの変異が、骨形成不全症 II 型の原因となります。これらの変異は、COL1A1遺伝子の一部が欠落することから、タンパク質鎖内のアミノ酸グリシンが別のアミノ酸に置き換わるアミノ酸置換まで多岐にわたります。遺伝子の片方の端 (C 末端と呼ばれる) が変化すると、タンパク質鎖の結合が妨げられることがあります。これらの変化はすべて、成熟した I 型コラーゲンの正常な生成を妨げ、この重篤な状態である II 型骨形成不全症を引き起こします。
- 骨形成不全症、タイプ III : COL1A1遺伝子の変異により、セグメントが欠落したタンパク質が生成され、コラーゲンの生成に使用できなくなる場合があります。他の変異により、プロアルファ 1(I) 鎖のアミノ酸グリシンが別のアミノ酸に置き換えられ、タンパク質鎖間の重要な相互作用が阻害されます。変化したプロコラーゲン鎖が結合して成熟コラーゲンの 3 本鎖ロープ状構造を形成できないため、タイプ I コラーゲンの生成が阻害されます。これらの変化は、皮膚、骨、歯、腱など、タイプ I コラーゲンを多く含む組織に悪影響を及ぼし、タイプ III 骨形成不全症の兆候や症状を引き起こします。
- 骨形成不全症 IV 型: COL1A1遺伝子のいくつかの異なるタイプの変異が骨形成不全症 IV 型を引き起こします。これらの変異は、COL1A1遺伝子の一部が欠落しているか、塩基対 (DNA の構成要素) が変化している可能性があります。これらの遺伝子の変化により、タンパク質の一部が欠落しているか、アミノ酸が置換されています。具体的には、アミノ酸のグリシンが別のアミノ酸に置き換えられています。これらの変化はすべて、成熟した三本鎖コラーゲン分子の形成を妨げ、成熟した I 型コラーゲンの生成を妨げ、IV 型骨形成不全症を引き起こします。
- 骨粗鬆症：骨粗鬆症は、骨が徐々にもろくなり、骨折しやすくなる症状です。COL1A1 遺伝子の特定の変異（多型）は、骨粗鬆症の発症リスクを高めるようです。Sp1 結合部位の特定の変異は、遺伝子の 1 つのコピーからCOL1A1タンパク質が生成する変化により、骨量低下や椎体骨折のリスク増加と関連していることが示されています。いくつかの研究により、Sp1 部位にこの特定の遺伝子変異を持つ女性は、変異を持たない女性よりも骨粗鬆症の兆候を示す可能性が高いことが示されています。
- ヘルニアになりやすい体質[ 5]
- 変性椎間板疾患および椎間板ヘルニアになりやすい。[6]
参考文献
- ^ abc GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000108821 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ abc GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000001506 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ 「Human PubMed Reference:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ 「マウス PubMed リファレンス:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ Sezer S、Şimşek N、Celik HT、Erden G、Ozturk G、Düzgün AP、Çoşkun F、Demircan K (2014)。「コラーゲンI型アルファ1遺伝子多型と鼠径ヘルニアとの関連 - PubMed」。ヘルニア：ヘルニアおよび腹壁外科ジャーナル。18 （4）：507–12。doi ： 10.1007 /s10029-013-1147-y。PMID 23925543。S2CID 22999363 。
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さらに読む
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外部リンク
- GeneReviews/NCBI/NIH/UW の骨形成不全症に関するエントリー
- 人間におけるオンラインメンデル遺伝(OMIM): 120150
- エントレズジェネ1277
- COL1A1 遺伝子カード
- ヒトI型およびIII型コラーゲン変異のデータベース
- PDBe-KBのUniProt : P02452 (コラーゲン アルファ-1(I) 鎖)のPDBで利用可能なすべての構造情報の概要。