コラーゲン、タイプXXIII、アルファ1

COL23A1
識別子
エイリアス	COL23A1、コラーゲンXXIII型アルファ1鎖
外部ID	オミム：610043; MGI : 2653243;ホモロジーン：72101;ジーンカード：COL23A1; OMA :COL23A1 - オルソログ
遺伝子の位置（ヒト）
クロ。	5番染色体（ヒト）
終わり	178,590,393 bp
遺伝子の位置（マウス）
クロ。	11番染色体（マウス）
終わり	51,474,745 bp
RNA発現パターン
	トップの表現
	甲状腺の右葉; ; 甲状腺の左葉; ; 心の頂点; ; 左心室; ; 生殖腺; ; 睾丸; ; 胃粘膜; ; 回腸粘膜; ; 腹部の皮膚; ; 右前頭葉;
	トップの表現
	中央隆起; ; 毛様体; ; 弓状核; ; 虹彩; ; 臼歯; ; 坐骨神経; ; 外頸動脈; ; 内頸動脈; ; 結膜円蓋; ; 耳石器官;
	参照表現データの詳細
	該当なし
遺伝子オントロジー
分子機能	タンパク質結合; 細胞外マトリックス構造成分; 引張強度を与える細胞外マトリックス構造成分;
細胞成分	膜の不可欠な構成要素; 細胞膜; コラーゲン; 小胞体腔; 膜; 細胞外空間; 細胞外マトリックス; コラーゲン含有細胞外マトリックス;
生物学的プロセス	血管新生; 内皮細胞の形態形成; 細胞外マトリックスの組織化;
	出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
	91522
	237759
	ENSG00000050767
	ENSMUSG00000063564
	Q86Y22
	Q8K4G2
	NM_173465
	NM_153393
	NP_775736
	NP_700442
	ウィキデータ
人間の表示/編集	マウスの表示/編集

コラーゲンα-1（XXIII）鎖はCOL23A1遺伝子によってコードされるタンパク質であり、ヒトでは染色体5q35に、マウスでは染色体11B1+2に位置している。^{[5]この遺伝子の位置は}ゲノム配列解析によって発見された。

コラーゲン XXIII は、II 型膜貫通タンパク質であり、非線維性膜貫通コラーゲンのサブファミリーの 4 番目です。この種類のコラーゲンには、1 回通過の疎水性膜貫通ドメインがあります。コラーゲン XXIII の分子は、膜結合型または分離型のいずれかで見つかります。

XXIII 型コラーゲンは、成人の組織と発達中の臓器の両方で発現しています。表皮や、舌、腸、肺などの上皮だけでなく、脳、腎臓、角膜にも存在します。前立腺では、コラーゲン XXIII の発現が腫瘍の進行と関連していることがわかっています。

コラーゲン XXIII の機能はまだ不明ですが、コラーゲン XIIIなどの他の膜貫通タンパク質と似ている可能性があると考えられています。

発見

コラーゲンXXIIIは、2003年にジャクリーン・バンヤード、レレ・バオ、ブルース・R・ゼッターによってラット前立腺癌細胞から初めて特定され、単離されました。 ^[6]彼らはこのタンパク質をヒト組織でも特定しました。彼らは、ヌクレオチドレベルで、ヒトとラットのコラーゲンXXIIIアルファ1は76％の同一性を示すと結論付けました。さらに、コラーゲンXXIIIの細胞局在は、タンパク質のカルボキシル末端を認識する抗体を使用した免疫蛍光染色によって決定されました。コラーゲンXXIIIのカルボキシル末端は細胞表面に存在することが実証されました。

構造

タンパク質構造

コラーゲンXXIII

ホモ三量体であるヒトコラーゲンα1(XXIII)には、以下の場所に分布する540個のアミノ酸が含まれています。

120 個のアミノ酸からなる長いアミノ末端非コラーゲン ドメイン(NC-1) は、短い細胞質領域、膜貫通領域、短い細胞外領域の 3 つの部分に分けられます。
図に示すように、420 アミノ酸長の細胞外領域は、3 つのコラーゲンドメイン(COL1、COL2、COL3)で構成され、短い非コラーゲンドメイン (NC2、NC3、NC4) によって中断されています。

構造相同性

コラーゲンXXIIIは、膜貫通型コラーゲンサブファミリーに属します。このグループに含まれるタンパク質は、アミノ末端細胞質ドメイン、それに続く膜貫通型疎水性ドメイン、および少なくとも1つの細胞外三重らせんコラーゲンドメインと、短い非コラーゲンドメインが交互に配置されています。

コラーゲンXIII、XVII、XXV、およびクラス A マクロファージスカベンジャー受容体、エクトジスプラシン A、MARCO1 受容体などの関連タンパク質もこのグループの一部です。このタイプのタンパク質の別名は MACIT (中断された三重らせんを持つ膜関連コラーゲン) です。

コラーゲンXXIIIは、コラーゲンXIIIおよびコラーゲンXXVと構造相同性を示します^[7] 。膜貫通コラーゲンの特徴的な構造を持つことに加えて、3つのタンパク質はすべて、コラーゲン領域と非コラーゲン領域で高いレベルのアミノ酸残基の保存性を示します。

コラーゲンα1(XIII)、α1(XXIII)、α1(XXV)は、3つのコラーゲンドメイン(Col 1、Col 2、Col 3)と4つの非コラーゲンドメイン(膜貫通ドメインでもあるNC1、NC2、NC3、NC4)を示します。

α1(XXIII)のCol 1ドメインは、コラーゲン型α1(XIII)およびα1(XXV)のCol 1およびCol 2ドメインの両方の領域と類似性を示し、一方、α1(XXIII)のCol 2およびCol 3ドメインの配列は、型α1(XIII)およびα1(XXV)のCol 3ドメインに関連していることが報告されている。

短い非コラーゲン性ドメインも類似性を示しており、特に NC1 ドメインと NC4 ドメインで顕著です。これらのドメインのアミノ酸残基の 60 ～ 78% は、3 つの鎖すべてで同一です。さらに、これらのコラーゲンのアミノ末端 NC1 ドメインとカルボキシル末端 NC4 ドメインの両方で、フーリン(主要な生理学的プロテアーゼ) 切断部位の認識配列が見つかっています。このプロテアーゼの活性は、コラーゲンタイプ XIII、XXIII、XXV がとることができる 2 つの形態の起源を説明する上で非常に重要です。

脱皮

膜貫通コラーゲンの共通の特徴は、分子に全長膜結合型と細胞外ドメイン分離型の 2 つの形態が存在することです。この特徴はコラーゲン XXIII にも当てはまります。

コラーゲン XXIII の両方の形態の分布は組織特異性があり、脳などの臓器では分離形態が優勢であるのに対し、肺では分子は一般に全長形態として存在します。

細胞は膜結合型と分泌型のコラーゲンXXIIIの量を調節し、必要に応じてどちらか一方の生成に影響を与えることができると報告されています。そのため、コラーゲンXXIIIの切断プロセスは選択的タンパク質分解として説明されており、主にフーリンによって実行されますが、^[8]セリンプロテアーゼやシステインプロテアーゼなど、分子を切断できる他の酵素もあります。

コラーゲンXXIIIがゴルジ体内にあるとき、フーリンプロテアーゼが作用してタンパク質を切断し、分子の分離形態を生成し、それがエキソサイトーシスによって細胞外マトリックスに放出されます。

分子の全長が、フーリンによって切断される前に細胞表面に到達する可能性もあります。この場合、コラーゲンの完全な分子が細胞膜に導入され、非コラーゲン性の膜貫通ドメインによって安定化され、コラーゲンドメインは細胞外に残ります。

コラーゲン XXIII の完全長分子は、通常、脂質ラフト（コレステロールとスフィンゴ脂質に富み、細胞膜の密集したミクロドメイン）に存在します。フーリンプロテアーゼは、脂質ラフト内にあるコラーゲン XXIII 分子に到達できないため、コラーゲン XXIII 分子は完全長の形態を維持できます。

これらの分子が脂質ラフト保護を失った場合（つまり、膜コレステロールレベルが低下した場合）、フーリンプロテアーゼが作用し、細胞のすぐ外でタンパク質を切断し、コラーゲンXXIIIの脱落形態を直接細胞外マトリックスに放出します。

インテグリンα2β1との相互作用

コラーゲンの細胞受容体はβ1インテグリンファミリーに属します。コラーゲンXXIIIはイオンおよび立体配座依存的にインテグリンα2β1と相互作用します。^[9] インテグリンα2β1は表皮に存在するコラーゲン結合インテグリンであるため、相互作用が起こるのはこの部分です。両方のタンパク質は基底ケラチノサイト表面に共局在します。

臨床的意義

コラーゲンXXIIIは、 NCLSC細胞（非小細胞肺癌）^[10]の検出と再発、および前立腺癌の再発^[11]のバイオマーカーとしての役割を果たしています。いくつかの実験では、コラーゲンXXIIIが細胞接着に影響を与え、癌細胞が丸くなって拡散できないときに癌細胞の増殖と生存を促進することで転移の発達を刺激することを示唆しています^[12 ] 。コラーゲンXXIIIの損失は細胞接着を複雑にし、肺癌細胞の保持を低下させる可能性があることが示されています。

参照

参考文献

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さらに読む

Brinckmann J (2005).コラーゲン: 構造、処理、組み立ての入門書. 第247巻. Springer. pp. 1–6. doi :10.1007/b103817.
硬タンパク質：研究と応用の進歩：2013年版。ScholarlyEditions。2013年。ISBN 978-1-481-68001-1。

外部リンク

ユニプロKB
NCBI: 国立バイオテクノロジー情報センター
次プロト
IHC/ICC: コラーゲンXXIIIアルファ1画像
エクスパス

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