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| コラーゲン、I型、アルファ1 | |||||||
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| 識別子 | |||||||
| シンボル | COL1A1 | ||||||
| NCBI遺伝子 | 1277 | ||||||
| HGNC | 2197 | ||||||
| オミム | 120150 | ||||||
| 参照シーケンス | NM_000088 | ||||||
| ユニプロット | P02452 | ||||||
| その他のデータ | |||||||
| 軌跡 | 第17章 21.3-22節 | ||||||
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| コラーゲン、タイプI、アルファ2 | |||||||
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| 識別子 | |||||||
| シンボル | COL1A2 | ||||||
| 代替記号 | OI4 | ||||||
| NCBI遺伝子 | 1278 | ||||||
| HGNC | 2198 | ||||||
| オミム | 120160 | ||||||
| 参照シーケンス | NM_000089 | ||||||
| ユニプロット | P08123 | ||||||
| その他のデータ | |||||||
| 軌跡 | 第7章 21.3-22.1 | ||||||
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I型コラーゲンは人体で最も豊富なコラーゲンで、脊椎動物の体全体のコラーゲンの約90%を占めています。このため、I型コラーゲンはすべての脊椎動物で最も豊富なタンパク質タイプでもあります。I型コラーゲンは、コラーゲン繊維と呼ばれる大きな好酸性繊維を形成し、体内のロープ状の密な結合組織の大部分を構成しています。[1]
コラーゲン I 自体は、それぞれ COL1alpha1 遺伝子と COL1alpha2 遺伝子によって生成されるプロアルファ 1 鎖とプロアルファ 2 鎖の両方の組み合わせによって生成されます。Col I 遺伝子自体は、グリシン-XY 構造 (x と y は任意のタイプのアミノ酸) により三重らせん構造をとります。コラーゲンには、ホモ三量体またはヘテロ三量体の 2 つの異なるアイソフォームも存在し、どちらも異なる発達段階で存在します。特にヘテロ三量体は創傷治癒において重要な役割を果たしており、[2]体内で見つかる主要なアイソフォームです。[2]
I 型コラーゲンは体内のさまざまな場所に存在し、主に結合組織のマトリックスを形成します。瘢痕組織のほか、腱、靭帯、筋原線維の筋内膜、骨の有機部分、真皮、象牙質、臓器被膜にも存在します。
形成
I 型コラーゲンの生成プロセスは、プロアルファ 1(I) 鎖とプロアルファ 2(I) 鎖と呼ばれる 2 つの別々のサブユニットの生成と結合から始まります。これらのプロアルファ鎖は、それぞれ COL1A1 遺伝子と COL1A2 遺伝子によってコード化されており、結合すると I 型プロコラーゲンが生成されます。[3]この転写プロセスは細胞の小胞体内で行われ、最終的な I 型コラーゲン製品を作るためには翻訳後修飾を受ける必要があります。[4]次に、プロコラーゲン複合体は、分子の両側にある N 末端および C 末端プロペプチドを切断するさまざまな酵素プロテアーゼによって修飾されます。このプロセスは細胞膜の外側で発生し、処理後に分子が架橋して最終的な I 型コラーゲン製品を形成します。
構造
I型コラーゲンは、アミノ酸組成によって三重らせん構造をしています。その特定のドメインはGXYの順序に従います。XとYのスロットはグリシン以外のアミノ酸で占められますが、これらのスロットは通常、ヒドロキシプロリンとプロリンの両方で占められており、特定の順序はありません。[5]この特定の立体配座は、コラーゲン原線維を形成するために繰り返され、六角形構造に詰め込まれます。
I型コラーゲンの分子量は300,000 g/molで、2つの高次分子集合体のうちの1つに集まります。厳密で柔軟性のないタンパク質相互作用によって形成された大きな固体構造を形成します。[6]この大きな多タンパク質構造は主に水素結合によって保持されており、この原線維構造では、原線維は25〜400ナノメートルの典型的な直径サイズに適合します。[5]
病気への影響
コラーゲン 1 型をコードする遺伝子の変異は、以下を含むさまざまな症状を引き起こすことが知られています。
心臓弁型エーラスダンロス症候群：このタイプのエーラスダンロス症候群は、コラーゲンプロアルファ2鎖をコードするCOL1α2遺伝子の変異によって引き起こされます。[7]
血管型エーラス・ダンロス症候群：COL3α1の変異によって引き起こされる血管型エーラス・ダンロス症候群の患者の中には、COL1α1遺伝子の変異も持っていることが知られています。しかし、正確な関連性は不明です。[8]
アトロカラシア型エーラスダンロス症候群：このタイプのエーラスダンロス症候群は、それぞれプロアルファ1鎖とプロアルファ2鎖のコード化を担うCOL1alpha1遺伝子とCOL1alpha2遺伝子の変異によって引き起こされます。
骨形成不全症（タイプ1～4）：COL1α1および/またはCOL1α2の変異は、いくつかの異なるタイプの骨形成不全症を引き起こすことが知られており、これらの疾患の重症度は、発生する変異のタイプと頻度に関連しています。[9]この疾患におけるCOL1の影響の詳細については、「コラーゲン、タイプ1、α1」を参照してください。
カフェー病：この病気はCOL1α遺伝子の変異によって引き起こされ、836タンパク質部位のアルギニンがシステインに置き換わります。この特定の変異により、I型の原線維のサイズと形状が大きく変化します。[10]
臨床的意義
骨量減少を測定するために使用されるマーカーは簡単にはテストできません。I型コラーゲンの分解により、骨吸収をモニタリングするために使用できる代謝物が放出されます。[11]
参照
参考文献
- ^ 「コラーゲン：その種類、機能、利点」クリーブランドクリニック。 2023年10月25日閲覧。
- ^ ab Elena Makareeva (2014). 「コラーゲンの構造、折り畳み、機能」。骨形成不全症：脆性骨疾患へのトランスレーショナルアプローチ：71–84。doi :10.1016 / B978-0-12-397165-4.00007-1。ISBN 9780123971654。
- ^ 「COL1A2遺伝子」。MedlinePlus遺伝学。米国国立医学図書館。 2023年10月25日閲覧。
- ^ Canty-Laird EG、Lu Y、Kadler KE（2012年1月）。「腱線維芽細胞の原位置分泌経路内でのI型プロコラーゲンからコラーゲンへの段階的なタンパク質分解活性化」。生化学ジャーナル 。441 （2）：707–717。doi ：10.1042/BJ20111379。PMC 3430002。PMID 21967573。
- ^ ab Naomi R、Ridzuan PM 、Bahari H（2021年8月）。「コラーゲンI型に関する最新の知見」。ポリマー。13 （16）：2642。doi ：10.3390 / polym13162642。PMC 8399689。PMID 34451183。
- ^ Xia S、Chen Z、Shen C、Fu TM（2021 年9月）。「免疫シグナル伝達における高次アセンブリ：超分子複合体と相分離」。タンパク質 と細胞。12 （9）：680–694。doi ： 10.1007 / s13238-021-00839-6。PMC 8403095。PMID 33835418。
- ^ 「心臓弁膜性エーラスダンロス症候群（cvEDS）」エーラスダンロス協会。 2023年9月27日閲覧。
- ^ 「エーラス・ダンロス症候群 - 症状、原因、治療 | NORD」。rarediseases.org 。2023年9月27日閲覧。
- ^ Gajko-Galicka A (2002). 「ヒトの骨形成不全症を引き起こすI型コラーゲン遺伝子の変異」Acta Biochimica Polonica . 49 (2): 433–441. doi : 10.18388/abp.2002_3802 . PMID 12362985.
- ^ 「カフェー病」。MedlinePlus Genetics。米国国立医学図書館。 2023年9月27日閲覧。
- ^ Ting KR、Brady JJ、Hameed A、Le G、Meiller J、Verburgh E、他 (2016 年 4 月)。「多発性骨髄腫における 1 型コラーゲンの C 末端テロペプチドの臨床的有用性」。British Journal of Haematology。173 ( 1 ): 82–88。doi : 10.1111/bjh.13928。PMID 26787413。