被覆小胞の形成に重要な役割を果たすタンパク質
| クラスリン重鎖N末端プロペラリピート |
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 クラスリン末端ドメイン |
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| シンボル | クラスリン_プロペル |
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| パム | PF01394 |
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| ファム一族 | CL0020 |
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| インタープロ | IPR022365 |
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| SCOP2 | 1bpo / スコープ / SUPFAM |
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| クラスリン重鎖リンカー |
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 クラスリン重鎖近位反復（リンカー） |
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| シンボル | クラスリンリンク |
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| パム | PF09268 |
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| ファム一族 | CL0020 |
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| インタープロ | 著作権 |
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| SCOP2 | 1b89 / スコープ / SUPFAM |
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クラスリンは被覆小胞の形成に関与するタンパク質である。クラスリンは1976年にバーバラ・ピアースによって初めて単離された。 [1]クラスリンは3つのクラスリン重鎖と3つの軽鎖からなる三脚巴型を形成する。三脚巴が相互作用すると、小胞を取り囲む多面体格子を形成する。タンパク質の名前はこの格子構造を指し、ラテン語で格子を意味するclathriに由来する。[2]バーバラ・ピアースはグレアム・ミッチソンの提案を受けて3つの候補から選び、このタンパク質をクラスリンと名付けた。[3]クラスリンのような被覆タンパク質は、細胞内で分子を輸送するための小さな小胞を構築するのに用いられる。小胞のエンドサイトーシスとエキソサイトーシスにより、細胞はコミュニケーションをとり、栄養素を輸送し、シグナル伝達受容体を取り込み、細胞外の世界をサンプリングした後に免疫反応を媒介し、組織の炎症によって残された細胞残骸を掃除することができます。感染中に細胞に侵入するために、エンドサイトーシス経路がウイルスやその他の病原体によって乗っ取られることがあります。[4]
構造
クラスリントリスケリオンは、 C末端で相互作用する3つのクラスリン重鎖で構成され、各約190 kDaの重鎖には約25 kDaの軽鎖がしっかりと結合している。3つの重鎖はクラスリン格子の構造的バックボーンを提供し、3つの軽鎖はクラスリン格子の形成と分解を制御すると考えられている。クラスリン軽鎖には、aとbの2つの形式がある。ヒトの17番染色体に位置する主要なクラスリン重鎖は、すべての細胞に見られる。22番染色体にある2番目のクラスリン重鎖遺伝子は、筋肉で発現している。[5]
クラスリン重鎖は、足 ( N 末端ドメイン)を表すサブドメインを持つ脚として説明されることが多く、その後に足首、遠位脚、膝、近位脚、および三量体化ドメインが続きます。N 末端ドメインは、7 枚のブレードを持つ β プロペラ構造で構成されています。他のドメインは、短いアルファ ヘリックスのスーパーヘリックスを形成します。これは、クラスリン重鎖リピート モチーフと呼ばれるより小さな構造モジュールで構成されている近位脚ドメインの構造から最初に決定されました。軽鎖は、主に重鎖の近位脚部分に結合し、三量体化ドメインの近くでいくらか相互作用します。クラスリンの「足」にある β プロペラには、他のタンパク質と相互作用するための複数の結合部位が含まれています。[5]
トリスケリアが溶液中で集合すると、十分な柔軟性をもって相互作用し、平坦な格子を形成する6 辺のリング (六角形) や、湾曲した格子の形成に必要な 5 辺のリング (五角形) を形成できます。多くのトリスケリアがつながると、バスケットのような構造を形成できます。図の構造は 36 個のトリスケリアで構成されており、そのうちの 1 つが青で示されています。もう 1 つの一般的な集合体は、切頂二十面体です。小胞を囲むには、格子内にちょうど 12 個の五角形が存在する必要があります。
細胞内では、細胞質内のクラスリントリスケリオンが膜に結合したアダプタータンパク質に結合し、一度に 3 本の足のうち 1 本を膜にリンクします。クラスリンは膜やカーゴに直接結合することができないため、代わりにアダプタータンパク質を使用して結合します。このトリスケリオンは、膜に付着した他のトリスケリアに結合して、サッカーボールのパネルを連想させる六角形と五角形の丸い格子を形成し、膜をつぼみに引き込みます。5 辺と 6 辺のリングのさまざまな組み合わせを構築することで、さまざまなサイズの小胞が組み立てられる可能性があります。一般的に画像化される最小のクラスリンケージはミニコートと呼ばれ、12 個の五角形と 2 個の六角形のみで構成されています。六角形が 1 つもないさらに小さなケージは、トリスケリアの足が大きすぎるため、おそらくネイティブタンパク質からは形成されません。[6]
関数
クラスリンを介したエンドサイトーシスのメカニズム。
クラスリンは、細胞内輸送のために細胞質内で丸い小胞を形成する役割を果たします。クラスリン被覆小胞(CCV)は、複数の膜輸送経路のために、細胞膜、トランスゴルジネットワーク、およびエンドソーム区画で貨物を選択的に仕分けします。小胞が細胞質に芽生えた後、被覆は急速に分解され、小胞がさまざまな場所に輸送される間にクラスリンがリサイクルされます。
アダプター分子は、自己組織化とリクルートを担っています。アダプタータンパク質の例としては、 AP180 [7]とエプシン[8] [9] [10]があります。AP180はシナプス小胞の形成に使用されます。これは、膜にクラスリンをリクルートし、その重合も促進します。エプシンも膜にクラスリンをリクルートし、その重合を促進し、膜の変形を助けることができるため、クラスリン被覆小胞が出芽することができます。細胞内では、細胞質に浮かぶトリスケリオンがアダプタータンパク質に結合し、一度に1本の足を膜にリンクします。トリスケリオンの足は、膜に付着した他の足と結合して多面体格子、トリスケリオン足を形成し、膜を芽に引き込みます。足は膜に直接結合するのではなく、膜表面の分子を認識するアダプタータンパク質に結合します。
クラスリンは、細胞小器官を被覆する以外に別の機能も有する。非分裂細胞では、クラスリン被覆小胞の形成が継続的に起こる。有糸分裂中の細胞では、クラスリン被覆小胞の形成は停止する。有糸分裂中、クラスリンは、他の 2 つのタンパク質TACC3および ch-TOG/ CKAP5と複合体を形成して紡錘体装置に結合します。クラスリンは、有糸分裂紡錘体の動原体繊維を安定化させることで染色体の会合を助けます。クラスリン重鎖のアミノ末端ドメインと TACC3 の TACC ドメインは、TACC3/ch-TOG/クラスリンが有糸分裂紡錘体に結合できるように微小管結合表面を形成します。動原体繊維の安定化には、微小管を架橋するためのクラスリンの三量体構造が必要です。[11] [12] [13]
クラスリン媒介エンドサイトーシス（CME）は、成長因子や受容体の内在化、病原体の侵入、シナプス伝達など、多くの細胞生理学的プロセスを制御します。細胞侵入者は栄養経路を利用して細胞の複製機構にアクセスすると考えられています。特定のシグナル伝達分子が栄養経路を開きます。[1]選択的クラスリン阻害剤であるPitstop 1とPitstop 2と呼ばれる2つの化合物は、病原体の活動を妨害し、侵入から細胞を保護することができます。これらの2つの化合物は、in vitroでクラスリン末端ドメインとエンドサイトーシスリガンドの結合を選択的に阻害します。[14]しかし、これらの化合物がクラスリン媒介エンドサイトーシスを阻害する特異性は疑問視されています。[15]しかし、その後の研究では、Pitstop 2の特異性はクラスリン依存的であることが検証されました。[16]
参照
参考文献
- ^ ab Pearse BM (1976年4月). 「クラスリン：被覆小胞による膜の細胞内移動に関連するユニークなタンパク質」.米国科学アカデミー紀要. 73 (4): 1255–1259. Bibcode :1976PNAS...73.1255P. doi : 10.1073/pnas.73.4.1255 . PMC 430241. PMID 1063406 .
- ^ 「clathrate、形容詞」。メリアム・ウェブスター。 2023年11月29日閲覧。
- ^ Pearse BM (1987年9月). 「クラスリンと被覆小胞」. EMBO J. 6 ( 9): 2507–12. doi :10.1002/j.1460-2075.1987.tb02536.x. PMC 553666. PMID 2890519 .
- ^ “InterPro”. 2016年1月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年10月7日閲覧。
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リン アセンブリの顕微鏡写真
- ^ McMahon HT. 「Epsin 1 EM ギャラリー」。MRC 分子生物学研究所。2009 年 1 月 2 日のオリジナルからアーカイブ。2009年 4 月 17 日閲覧。小
胞出芽の顕微鏡写真
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- ^ Higgins MK, McMahon HT (2002年5月). 「クラスリン媒介エンドサイトーシスのスナップショット」(PDF) . Trends in Biochemical Sciences . 27 (5): 257–263. doi :10.1016/S0968-0004(02)02089-3. PMID 12076538. 2008年11月21日時点の オリジナル(PDF)からアーカイブ。 2009年4月17日閲覧。
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- ^ 被覆ピットのダイナミクスを制御するクラスリン末端ドメインの役割が小分子阻害によって明らかに|Cell、第146巻、第3号、471-484、2011年8月5日要旨、Wayback Machineで2012-01-19にアーカイブ
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- ^ Robertson MJ, Horatscheck A, Sauer S, von Kleist L, Baker JR, Stahlschmidt W, et al. (2016年11月). 「クラスリン阻害剤としての5-アリール-2-(ナフサ-1-イル)スルホンアミド-チアゾール-4(5H)-オン」.有機・生体分子化学. 14 (47): 11266–11278. doi :10.1039/C6OB02308H. PMID 27853797.
さらに読む
- Wakeham DE、Chen CY、Greene B、Hwang PK、Brodsky FM (2003 年 10 月)。「クラスリンの自己組織化には、細胞調節に有利な協調した弱い相互作用が関与している」。EMBO ジャーナル。22 ( 19 ): 4980–4990。doi :10.1093 / emboj /cdg511。PMC 204494。PMID 14517237。
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- Dutta D、Williamson CD、Cole NB、 Donaldson JG (2012 年 9 月)。「Pitstop 2 はクラスリン非依存性エンドサイトーシスの強力な阻害剤である」。PLOS ONE。7 ( 9 ) : e45799。Bibcode : 2012PLoSO ... 745799D。doi : 10.1371/journal.pone.0045799。PMC 3448704。PMID 23029248。
外部リンク
- MBInfo - クラスリン媒介エンドサイトーシス
- 真核生物線形モチーフリソースモチーフ クラス LIG_Clathr_ClatBox_1
- 真核生物線形モチーフリソースモチーフ クラス LIG_Clathr_ClatBox_2
- クラスリン構造
- 膜ダイナミクス
- クラスリンダイナミクス[永久リンク切れ ] ASCB 画像およびビデオライブラリ
