コネキシン コネキシン26十二量体。12個の同一のコネキシンタンパク質から構成されるギャップ結合で、各細胞の膜に6個ずつ存在する。これら6つの単位はそれぞれ単一のポリペプチドであり、膜を4回通過する（4回膜貫通タンパク質と呼ばれる）。
シンボル コネキシン Pfam PF00029 インタープロ IPR013092 プロサイト PDOC00341 TCDB 1.A.24 OPMスーパーファミリー 194 OPMタンパク質 2zw3
コネキシン （Cx ）（TC# 1.A.24）、またはギャップ結合 タンパク質は 、脊椎動物のギャップ結合を形成するために集合する構造的に関連する膜貫通タンパク質です。まったく異なるタンパク質ファミリーであるイネキシンは、 無脊椎動物 でギャップ結合を形成します。[ 1 ] コネクソン で構成され、一方の細胞膜 のコネクソンは、近接する細胞の膜のコネクソンと端と端でドッキングします。ヘミチャネルは6つのコネキシンサブユニットで構成され、各サブユニットは4つの膜貫通セグメントからなります。ギャップ結合は、心筋の協調的脱分極、適切な胚発生、 微小血管系 における伝導応答など、多くの生理学的プロセスに不可欠です。コネキシンは、細胞骨格や細胞移動に関連するチャネル非依存性の機能も有している。[ 2 ]
命名法 コネキシンは一般的に分子量に基づいて命名され、例えばCx26は26 kDaのコネキシンタンパク質です。競合する命名法としてギャップ結合タンパク質 システムがあり、コネキシンはα（GJA）型とβ（GJB）型に分類され、さらにC、D、Eのグループにグループ化され、識別番号が付けられます。例えばGJA1は Cx43に対応します。2007年にエルシノアで開催されたギャップ結合会議での投票の結果、コミュニティはコネキシンをコードする遺伝子にはGJ命名システムを使用することに同意しましたが、コードされたタンパク質については、ヒトタンパク質の重量を使用して相同タンパク質の番号付けを行うコネキシン命名法を維持することを希望しました。
構造 コネキシンは、主に構造を持たないC末端とN末端の細胞 質側、細胞質ループ（CL）、および2つの細胞外ループ（EL-1とEL-2）からなる、4つの高度に秩序だった膜貫通セグメント（TMS）、細胞質側、細胞質側、および細胞外ループ（EL-1とEL-2）で構成されています。コネキシンは6個ずつ集まってヘミチャネル（コネクソン）を形成し、2つのヘミチャネルが結合してギャップ結合チャネルを形成します。
ヒトCx26（GJB2としても知られる）によって形成されるギャップ結合チャネルの結晶構造が3.5Åの分解能で公開されている。[ 3 ]
コネキシン遺伝子ファミリーは多様で、配列決定されたヒトゲノム には21個、マウスには20個（うち19個はオルソログペア）が同定されている。通常、分子量は25～60 kDaで、平均長さは380アミノ酸 である。様々なコネキシンは、ホモマー型およびヘテロマー型のギャップ結合を形成することが観察されており、それぞれが細孔伝導性、サイズ選択性、電荷選択性、電圧ゲーティング、化学ゲーティングなど、異なる機能特性を示す可能性がある。[ 4 ]
生合成と細胞内への取り込み コネキシンの注目すべき点は、半減期がわずか数時間と比較的短いことである。[ 5 ] その結果、コネキシンが合成され、置き換えられる動的なサイクルが存在する。この短い寿命により、子宮筋 層などにおいて、より精密に制御された生理学的プロセスが行われることが示唆されている。
ギャップジャンクションアセンブリ 細胞の細胞膜に挿入された後、ヘミチャネルは脂質二重層内で自由に拡散します。[ 13 ] 主にカドヘリン などの特定のタンパク質の助けを借りて、ヘミチャネルは隣接する細胞のヘミチャネルと結合してギャップ結合を形成することができます。[ 14 ] [ 15 ]
コネキシンのライフサイクルとタンパク質との結合。コネキシンはERに結合したリボソーム上で合成され、翻訳と同時にERに挿入される。続いて、ERとトランスゴルジネットワーク（コネキシンの種類による）の間でオリゴマー化が起こり、コネクソンが形成される。コネクソンはアクチンネットワークまたは微小管ネットワークを介して細胞膜に運ばれる。コネクソンは粗面ERから直接細胞膜に運ばれることもある。細胞膜に挿入されたコネクソンは、ヘミチャネルとして留まる場合もあれば、隣接する細胞の適合するコネクソンと結合してギャップ結合を形成する場合もある。新たに供給されたコネクソンは、既に形成されたギャップ結合の周辺部に追加され、中央の「古い」ギャップ結合断片は、環状結合と呼ばれる二重膜構造が2つの細胞のうちの1つに取り込まれることによって分解され、その後リソソームまたはプロテアソームによる分解が起こるか、場合によってはコネクソンが膜にリサイクルされます（破線の矢印で示されています）。コネキシンは、ライフサイクル中に、(1)微小管、アクチン、アクチン結合タンパク質α-スペクトリン およびドレブリンなどの細胞骨格成分、(2)カドヘリン、 α-カテニン 、β-カテニン などの接着結合成分、およびZO-1 およびZO-2 などのタイトジャンクション成分を含む結合分子、(3)組み立て、機能、および分解を制御するキナーゼおよびホスファターゼなどの酵素、(4)カベオリンなどの他のタンパク質を含む、さまざまなタンパク質と結合します。この画像は、Hanaa Hariri が Dbouk ら (2009 年) のために作成したものです。[ 16 ]
関数 コネキシンギャップ結合は脊椎動物 にのみ見られるが、機能的に類似している（ただし遺伝的には無関係な）タンパク質群であるイネキシンが、無 脊椎動物 のギャップ結合を担っている。脊索動物にもイネキシン の 相同タンパク質が同定されているが、これらはギャップ結合を形成する能力を失っている。代わりに、これらのタンパク質（パネキシン と呼ばれる）によって形成されるチャネルが、細胞内と細胞外をつなぐ非常に大きな膜貫通孔として機能する。
中枢神経系 内では、ギャップ結合が前駆細胞 、ニューロン、グリア細胞 間の電気的結合を提供します。特定のコネキシンノックアウトマウス を用いた研究により、細胞結合が視覚シグナル伝達に不可欠であることが明らかになりました。網膜では、 周囲の光レベルがギャップ結合チャネルによって提供される細胞結合に影響を与え、さまざまな照明条件に合わせて視覚機能を適応させます。細胞結合は、コネキシン発現を含むいくつかのメカニズムによって制御されています。[ 17 ]
Decrock らは、 コネキシンとパネキシンが組織内の以下の細胞機能に影響を与えることができる多段階プラットフォームについて議論しました。(1) コネキシンギャップ結合チャネル (GJC) は、小分子の直接的な細胞間コミュニケーションを可能にします。(2) コネキシンヘミチャネルとパネキシンチャネルは、自己分泌 /傍分泌シグナル伝達経路に寄与することができます。(3) これらのタンパク質の異なる構造ドメインは、 細胞間接着、細胞 骨格 との相互作用、細胞内シグナル伝達経路の活性化など、チャネル非依存的な機能を可能にします。 [ 18 ] [ 18 ] [ 2 ]
基質特異性 異なるコネキシンは溶質に対する特異性が異なる可能性がある。例えば、アデノシンは Cx32によって形成されるチャネルを約12倍通過するのに対し、AMP とADP は約8倍、ATPは 300倍以上もCx43によって形成されるチャネルを通過する。したがって、アデノシンにリン酸が付加されると、その相対的な透過性がCx32によって形成されるチャネルからCx43によって形成されるチャネルへと変化すると考えられる。これは、細胞のエネルギー状態がコネキシンの発現とチャネル形成によって制御される可能性があるため、機能的な意味を持つ可能性がある。[ 19 ]
輸送反応 コネキシンギャップ結合によって触媒される輸送反応は次のとおりです。
小分子（細胞1の細胞質）⇌ 小分子（細胞2の細胞質）
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外部リンク ウィキメディア・コモンズにある コネキシン関連のメディア 米国国立医学図書館の 医学主題見出し （MeSH）における コネキシン
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