グリコシルホスファチジルイノシトール

グリコシルホスファチジルイノシトール（発音^ⓘ）またはグリコホスファチジルイノシトール（GPI）は、翻訳後修飾中にタンパク質のC末端に結合できるホスホグリセリドです。結果として得られるGPIアンカー型タンパク質は、さまざまな生物学的プロセスで重要な役割を果たします。^[1] GPIは、炭水化物含有リンカー（イノシトール残基にグリコシド結合したグルコサミンとマンノース）とエタノールアミンリン酸（EtNP）架橋を介して成熟タンパク質のC末端アミノ酸に結合したホスファチジルイノシトール基で構成されています。疎水性ホスファチジルイノシトール基内の2つの脂肪酸は、タンパク質を細胞膜に固定します。

グリコシル化 (GPI アンカー) されたタンパク質にはシグナル配列が含まれており、それによってタンパク質は小胞体(ER) に送られます。このタンパク質は、翻訳と同時にトランスロコンを介して ER 膜に挿入され、疎水性の C 末端によって ER 膜に付着します。タンパク質の大部分は ER 内腔にまで伸びています。次に、疎水性の C 末端配列が切断され、GPI アンカーに置き換えられます。このタンパク質が分泌経路を進むにつれて、小胞を介してゴルジ体に移動し、最終的に細胞膜に付着したまま細胞膜に到達します。グリピエーションはこのようなタンパク質を膜に付着させる唯一の手段であるため、ホスホリパーゼによるグループの切断によって、タンパク質が膜から制御されて放出されます。後者のメカニズムはin vitro で使用されます。つまり、酵素アッセイで膜から放出される膜タンパク質はグリピエーションされたタンパク質です。^[要出典]

ホスホリパーゼ C (PLC) は、GPI アンカータンパク質に含まれるホスホグリセロール結合を切断することが知られている酵素です。PLC で処理すると、細胞外膜から GPI 結合タンパク質が放出されます。T細胞マーカー Thy-1 とアセチルコリンエステラーゼ、および腸と胎盤の両方のアルカリホスファターゼはGPI 結合であることが知られており、PLC で処理すると放出されます。GPI 結合タンパク質は脂質ラフトに優先的に位置すると考えられており、これは細胞膜マイクロドメイン内で高度な組織化が行われていることを示唆しています。^{[引用が必要]}

GPIアンカー合成の欠陥は、発作性夜間ヘモグロビン尿症（PNH）などのまれな後天性疾患や、高ホスファターゼ症を伴う精神遅滞症候群（HPMRS）などの先天性疾患で発生します。PNHでは、GPI合成に必要な血液幹細胞の体細胞欠陥により、赤血球中の崩壊促進因子（DAF）とCD59のGPI結合に欠陥が生じます。PNHの最も一般的な原因は、X染色体遺伝子PIGAの体細胞変異です。しかし、常染色体遺伝子PIGTの生殖細胞系列変異と2番目の後天性体細胞ヒットを伴うPNH症例も報告されています。^[2] これらのタンパク質が細胞表面に結合していないと、補体系が細胞を溶解し、大量の赤血球が破壊されてヘモグロビン尿を引き起こします。 HPMRS患者では、 PIGV、PIGO、PGAP2、PGAP3遺伝子に疾患を引き起こす変異が報告されている。^[要出典]

睡眠病原虫トリパノソーマ・ブルーセイの可変表面糖タンパク質はGPIアンカーを介して細胞膜に付着している。^[3]

ウィキメディア・コモンズには、グリコシルホスファチジルイノシトールに関連するメディアがあります。

• 米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)のグリコシルホスファチジルイノシトール
• 「Gpi アンカー構造」。Sigma-Aldrich。