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| ＧＹＧ１ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 識別子 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| エイリアス | GYG1、GSD15、GYG、グリコゲニン 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：603942; MGI : 1351614;ホモロジーン：31219;ジーンカード：GYG1; OMA :GYG1 - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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グリコゲニン-1はグリコーゲンの生合成に関与する酵素である。グリコーゲン合成酵素の基質となるオリゴ糖プライマーを形成する自己グルコシル化能を有する。これはサブユニット間機構によって行われる。また、グリコーゲン代謝の調節にも関与する。組み換えヒトグリコゲニン-1は大腸菌で発現され、従来のクロマトグラフィー技術を用いて精製された。[5]
グリコーゲン代謝
グリコーゲンは多分岐多糖類です。動物細胞におけるグルコース貯蔵の主な手段です。人体では、グリコーゲンを貯蔵する2つの主な組織は肝臓と骨格筋です。[6]グリコーゲンは通常肝臓に集中していますが、人間の筋肉量は肝臓よりもはるかに多いため、体内の総グリコーゲンの約4分の3が筋肉に貯蔵されています。
グリコーゲンの位置
肝臓グリコーゲンの機能は、食事の間に起こりうる血糖値の低下を補うためにグリコーゲン分解によってグルコースを生成し、グルコース恒常性を維持することです。グルコース-6-ホスファターゼ酵素の存在により、肝細胞はグリコーゲンをグルコースに変換し、それを血液中に放出して低血糖を防ぐことができます。
骨格筋では、グリコーゲンは運動時の筋収縮のエネルギー源として利用されます。筋肉や肝臓におけるグリコーゲンの機能が異なるため、各組織におけるグリコーゲン代謝の調節機構は異なります。[7]これらの機構は主に構造の違いと、合成を触媒するグリコーゲン合成酵素（GS）と分解を触媒するグリコーゲンホスホリラーゼ（GF）の調節に基づいています。
グリコーゲン合成
グリコゲニンはグリコーゲン生合成の開始因子です。[8] [9]このタンパク質は、UDP-グルコースを使用した自己グリコシル化能力を持つグリコシルトランスフェラーゼであり、[10] 8つのグルコースからなるオリゴ糖を形成するまでそれ自体の成長を助けます。グリコゲニンはオリゴマーであり、いくつかのタンパク質と相互作用することができます。近年、グリコゲニンと相互作用してその自己グリコシル化活性を刺激するタンパク質ファミリー、GNIP（グリコゲニン相互作用タンパク質）が特定されました。
グリコゲニン-1
ヒトでは、グリコゲニンの2つのアイソフォームが発現します。グリコゲニン-1は分子量37kDaでGYG1遺伝子でコード化され、主に筋肉で発現します。グリコゲニン-2は分子量66kDaでGYG2遺伝子でコード化され、主に肝臓、心筋、その他の組織で発現しますが、骨格筋では発現しません。[11]グリコゲニン-1は骨格筋のグリコーゲンを分析することによって記述されました。この分子は、筋肉グリコーゲンの成熟分子それぞれと共有結合 によって結合していることが判明しました。 [12]
遺伝子
構造
13kbを超えるグリコゲニン1遺伝子は、7つのエクソンと6つのイントロンから構成されています。その近位プロモーターには、サイクリックAMP応答要素であるTATAボックスと、CpG部位の頻度が高いDNA領域であるCpGアイランド内の2つの推定Sp1結合部位が含まれています。また、筋肉特異的転写因子の基本的なヘリックスループヘリックスに結合する9つのEボックスもあります。 [13]
場所と転写
GYG1遺伝子は染色体3の長腕の24番目と25番目の位置、塩基対148,709,194から塩基対148,745,455までに位置している。[14]
ヒトグリコゲニン-1の転写は主に翻訳コドン開始点の80bpと86bp上流で開始される。転写因子は転写の進行にさまざまな結合部位を持ち、その例としてはGATA、活性化タンパク質1と2（AP-1とAP-2）、および多数の潜在的なオクタマー-1結合部位などがある。[15]
欠乏
グリコーゲニン-1 欠乏はグリコーゲン貯蔵疾患XV 型を引き起こします。
突然変異
グリコゲニン-1 の欠損は、グリコゲニン-1 遺伝子 GYG1 の配列で検出され、1 つの対立遺伝子にナンセンス変異、もう 1 つの対立遺伝子にミスセンス変異Thr83Met が明らかになりました。ミスセンス変異は、筋肉でのグリコーゲン合成の準備に必要なグリコゲニン-1 の自己糖化の不活性化を引き起こしました。グリコゲニン-1 の自己糖化は、グロース-1-O-チロシン結合によって Tyr195 で発生します。この残基の誘導ミスセンス変異は、自己糖化の不活性化を引き起こします。ただし、グリコゲニン-1 の他の残基に影響を与えるミスセンス変異も、自己糖化を排除することが示されています。
結果
この疾患患者の骨格筋の表現型の特徴は、筋グリコーゲンの枯渇、ミトコンドリアの増殖、および遅筋の酸化筋線維の顕著な優位性である。グリコゲニン-1遺伝子GYG1の変異も心筋症や不整脈の原因となる。[11]
参照
参考文献
- ^ abc GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000163754 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ abc GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000019528 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ 「Human PubMed Reference:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ 「マウス PubMed リファレンス:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ グリコゲニン-1、1-333 aa、組み換えタンパク質の詳細。[1] [永久デッドリンク ]。
- ^ Alonso MD、Lomako J、Lomako WM、 Whelan WJ (1995 年 6 月)。「自己触媒的自己グルコシル化に加えてグリコゲニンの触媒活性」。The Journal of Biological Chemistry。270 ( 25): 15315–9。doi : 10.1074 /jbc.270.25.15315。PMID 7797519 。
- ^ Newsholme EAとStart C. (1973)。Regulation in Metabolism、J. Wiley & sons編、ロンドン第3章。
- ^ Lomako J、Lomako WM、Whelan WJ (1988 年 12 月)。「自己グルコシル化タンパク質はウサギの筋肉グリコーゲン生合成のプライマーです」。FASEB ジャーナル。2 ( 15 ): 3097–103。doi : 10.1096 /fasebj.2.15.2973423。PMID 2973423。S2CID 24083688 。
- ^ Viskupic E、Cao Y、Zhang W、Cheng C、DePaoli-Roach AA、Roach PJ (1992年12月)。「ウサギ骨格筋グリコゲニン。分子クローニングと大腸菌における完全に機能するタンパク質の生産」。The Journal of Biological Chemistry。267 (36): 25759–63。doi : 10.1016/ S0021-9258 (18)35674-6。PMID 1281472。
- ^ Skurat AV、Roach PJ (1996 年 1 月)。「COS 細胞で発現したウサギ筋肉グリコーゲン合成酵素の C 末端調節部位のリン酸化の複数のメカニズム」。The Biochemical Journal。313 ( Pt 1) ( Pt 1): 45–50。doi :10.1042/bj3130045。PMC 1216907。PMID 8546708。
- ^ ab Moslemi AR、Lindberg C、Nilsson J、Tajsharghi H、Andersson B、Oldfors A (2010 年 4 月)。「グリコゲニン 1 欠乏とグリコーゲン合成の不活性化プライミング」。The New England Journal of Medicine。362 ( 13): 1203–10。doi : 10.1056 / NEJMoa0900661。PMID 20357282。
- ^ Zhai L、Dietrich A、Skurat AV、 Roach PJ (2004 年 1 月)。「グリコゲニン相互作用タンパク質 GNIP の構造機能解析」。生化学および生物物理学のアーカイブ。421 (2): 236–42。doi :10.1016/j.abb.2003.11.017。PMID 14984203 。
- ^ van Maanen MH、 Fournier PA、Palmer TN、Abraham LJ (1999年7月)。「ヒトグリコゲニン-1遺伝子の特性評価：筋肉特異的調節ドメインの同定」。遺伝子。234 (2): 217–26。doi :10.1016/s0378-1119(99)00211-5。PMID 10395894 。
- ^ 「GYG1遺伝子はどこにあるのか？」[2] 2020年9月20日にWayback Machineにアーカイブ。
- ^ ヴァン・マーネン M、フルニエ PA、パーマー TN、エイブラハム LJ (1999 年 10 月)。 「マウスグリコゲニン-1 cDNAおよびプロモーター領域の特性評価」。Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - 遺伝子の構造と発現。1447 (2–3): 284–90。土井：10.1016/s0167-4781(99)00159-1。PMID 10542328。
外部リンク
- ファン・マーネン M、フルニエ PA、パーマー TN、エイブラハム LJ (1999 年 10 月)。 「マウスグリコゲニン-1 cDNAおよびプロモーター領域の特性評価」。Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - 遺伝子の構造と発現。1447 (2–3): 284–90。土井：10.1016/s0167-4781(99)00159-1。PMID 10542328。
- van Maanen MH、Fournier PA、Palmer TN、Abraham LJ (1999 年 7 月)。「ヒトグリコゲニン 1 遺伝子の特性: 筋肉特異的調節ドメインの特定」。遺伝子234 (2 ) : 217–26。doi : 10.1016 /s0378-1119(99)00211-5。PMID 10395894 。