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| エイリアス | JCHAIN、IGCJ、JCH、IGJ、J チェーン、多量体 IgA と IgM の結合鎖 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | OMIM : 147790; MGI : 96493; HomoloGene : 16958; GeneCards : JCHAIN; OMA :JCHAIN - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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。1: 基本単位。2
: 重鎖。3
: 軽鎖。4
: J 鎖。5
: 分子間ジスルフィド結合。
結合（J）鎖は、抗体 IgMとIgAのモノマーを結合して分泌可能なポリマー抗体を形成するタンパク質成分である。 [5] J鎖は動物界でよく保存されているが、その特定の機能はまだ完全には解明されていない。これは137残基のポリペプチドであり、[6] IGJ 遺伝子によってコードされている。[7] [8] [9]
構造
J 鎖は分子量 15 kDa の糖タンパク質です。その二次構造は未だに解明されていませんが、標準的な免疫グロブリンドメインを持つ単一のβ バレルまたは 2 つのドメインに折り畳まれた構造をとると考えられています。[10] J 鎖の一次構造は異常に酸性で、負に帯電したアミノ酸を多く含んでいます。[11] J 鎖には 8 つのシステイン残基があり、そのうち 6 つは分子内ジスルフィド結合に関与し、残りの 2 つはIgAまたはIgM抗体のFc テールピース領域、それぞれα 鎖とμ 鎖に結合する働きをします。Nグリコシル化によって生じる N 結合炭水化物も、このタンパク質を抗体ポリマーに組み込む際に不可欠です。[12] J 鎖と有意な相同性を持つタンパク質ファミリーは知られていません。[13]
関数
抗体重合
J 鎖は、哺乳類の IgM と IgA の多量体化を制御します。細胞内で発現すると、五量体 IgM と二量体 IgA の形成を促進します。IgM 五量体は、単一の J 鎖で見つかることが最も一般的ですが、いくつかの研究では、単一の IgM 五量体に 4 つの J 鎖が関連していることが確認されています。
J 鎖は IgM ポリマーの形成の後半に組み込まれ、熱力学的にはヘキサマーよりもペンタマーの形成に有利である。[12] J 鎖ノックアウト (KO) マウスでは、ヘキサマー IgM ポリマーが優勢である。[14]これらの J 鎖陰性 IgM ヘキサマーは、 J 鎖陽性 IgM ペンタマーよりも補体の活性化に 15 ～ 20 倍効果的である。 [15]しかし、J 鎖 KO マウスではヘキサマー IgM の濃度が低く、補体活性化が欠乏していることが示されており、これは追加の生体内調節メカニズムを示唆している。[16]ペンタマー IgM が補体活性化を低下させることのもう 1 つの結果は、補体活性化によって上皮膜に過度の損傷を与えることなく、J 鎖陽性 pIgM が抗原に結合できることである。[17]
J鎖は2つのモノマー分泌テールを連結することでIgAの二量体化を促進する。構造的には、J鎖は分子間ジスルフィド結合を形成し、各分子の疎水性βサンドイッチを一緒にすることで2つの抗体モノマーを非対称に結合させる。[18]この多量体化メカニズムには、結合免疫グロブリンタンパク質（BiP）やMZB1などのシャペロンタンパク質が関与し、それぞれが重合抗体の異なる因子を順番にリクルートする。[19]
抗体分泌
粘膜抗体の基底膜から頂端上皮細胞への分泌は、ポリマー Ig 受容体(pIgR) によって促進される。分泌成分(SC)として知られる pIgR の基底タンパク質は、分泌準備の整った Ig を認識する。[20]分泌成分と分泌 Ig の結合は、抗体の J 鎖によって促進され、分泌成分と物理的に接触してトランスポーターの立体構造を開いた状態に変更する。[21]次に複合体はトランスサイトーシスされ、分泌成分は受容体からタンパク質分解的に切断され、抗体が上皮細胞の頂端側と内腔全体に放出される。このメカニズムは、IgM と IgA の分泌の間でほぼ保存されていると考えられている。[19]
規制
J鎖はもともと抗体分泌形質細胞でのみ発現すると考えられていたが、免疫グロブリン発現前のB細胞分化の初期段階で発現していることが分かってきた。 [22] J鎖の発現はB細胞前駆細胞とT細胞前駆細胞の両方で発現しているため、リンパ球分化の初期段階で起こると考えられている。細胞が発達するにつれて、J鎖の合成にはμ鎖の発現が必要になると思われる。[23]
J鎖遺伝子は、標準的なPax5抑制によって転写制御されている。[24] Pax5は一般的な転写制御因子であるため、J鎖は単量体抗体を分泌する形質細胞でも発現している。このような細胞では、J鎖は機能しないと考えられており、すぐに分解される。[19]単量体IgAを分泌する形質細胞では、Pax5に依存しないメカニズムがIgAの二量体化を防ぐ可能性がある。[25]
系統発生
J鎖は、初期の顎骨脊椎動物で進化的に発生した可能性が高い。[26]硬骨魚類を含む硬骨魚類のグループは、それ以来J鎖の発現を失っている。[13] アフリカツメガエルは、J鎖がなくても粘膜IgXを重合することができるが、これはおそらく、J鎖とIg分泌尾部を結びつける保存されたシステイン残基の喪失によるものと考えられる。[27]
サメはIgAを発現しないため、J鎖の発現はIgMの重合にのみ使用されます。[28]このことから、サメは粘膜分泌の交絡因子なしでJ鎖の調節と重合を研究する上で興味深いモデル生物となります。[29]
参考文献
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