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| エイリアス | EGFLAM、AGRINL、AGRNL、PIKA、EGF 様、フィブロネクチンタイプ III およびラミニン G ドメイン、Smp_128580.1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：617683; MGI : 2146149;ホモロジーン: 65044;ジーンカード：EGFLAM; OMA :EGFLAM - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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ピカチュリンは、 AGRINL（AGRINL）やEGF様、フィブロネクチンIII型およびラミニンG様ドメイン含有タンパク質（EGFLAM）としても知られ、ヒトではEGFLAM遺伝子によってコードされるタンパク質です。[5] [6] [7]
ピカチュリンはジストログリカン相互作用タンパク質であり、光受容体 リボンシナプスと双極性樹状突起間の正確な相互作用に重要な役割を果たしている。[6]ジストログリカン（DG）との結合は、いくつかの要因（ DGのグリコシル化、二価カチオンの存在、他のタンパク質の存在）に依存する。
ピカチュリンとDGの不正確な結合は、しばしば眼の異常を伴う筋ジストロフィーと関連している。 [8]
発見と命名法
ピカチュリンは、2008年に日本で佐藤茂らによって初めて発見された細胞外マトリックス様網膜 タンパク質であり、 [6]ポケモンシリーズの一種であるピカチュウにちなんで名付けられました。[9]このタンパク質の名前は、ピカチュウの「電光石火の動き」に触発されました。[9]
ピカチュリンは、野生型マウスとOtx2ノックアウトマウスの網膜の遺伝子発現プロファイルのマイクロアレイ解析で最初に同定されました。RT-PCR解析を使用して、Otx2がピカチュリンの発現を制御していることを確認しました。これは、Otx2マウスの網膜でピカチュリンの発現が見られなかったことからわかっていたことであり、Otx2がピカチュリンを制御していることを示しています。ピカチュリンが光受容体リボンシナプスのシナプス間隙に局在していることは、蛍光抗体を使用して決定されました。ピカチュリンの遺伝子破壊の組織標的化を使用して、このタンパク質が適切なシナプス信号伝達と視覚機能に必要であることを決定しました。α-ジストログリカンは、免疫沈降を介してピカチュリンと相互作用することが示されました。[6]
ピカチュリン-ジストログリカン相互作用
ジストログリカンと他のタンパク質とのリガンドは必須である。ジストログリカンのグリコシル化は、そのリガンド結合活性に必要である。糖転移酵素の変異は、ジストログリカンの異常なグリコシル化を引き起こす。この低グリコシル化は、他のタンパク質との結合の低下と関連しており、一部の先天性筋ジストロフィーを引き起こす。ピカチュリンは、最も最近同定されたジストログリカンリガンドタンパク質であり、光受容体リボンシナプスのシナプス間隙に局在する。ジストログリカンとピカチュリンの結合には、2価カチオンが必要である。Ca 2+が最も強力な結合を生成し、Mn 2+ は弱い結合のみを生成し、Mg 2+のみでは結合しない。ジストログリカンには、複数の Ca 2+サイトが安定したピカチュリン-ジストログリカン結合を形成できるようにするさまざまなドメインがある。これは、ピカチュリンがオリゴマー構造を形成できることを示しています。クラスター化効果がピカチュリン-ジストログリカン相互作用の調節に重要である可能性を示唆している。考慮すべきもう1つの点は、NaCl（0.5M）の存在がDGと他のリガンドタンパク質との相互作用を強く阻害するが、ピカチュリン-DGリガンドに対しては中程度の阻害効果しかないことである。これは、ピカチュリン-DG結合とDGと他のタンパク質との結合に違いがあることを示す。ピカチュリンは他のタンパク質よりもDGと結合するドメインが多いようだ。例えば、リガンド競合の実験では、ピカチュリンの存在がラミニン-111とDGの結合を阻害するが、ラミニン-111の高濃度はピカチュリンとDGの結合を阻害しないことがわかっている。[8]
関数
このタンパク質はリボンシナプスにおいてジストロフィンとジストログリカンの両方と共局在します。
ピカチュリンは、ラミニン、パールカン、アグリン、ニューレキシンとともに、細胞外空間でα-ジストログリカンに結合する。そのため、ピカチュリンは、前述の他のタンパク質と同様に、ジストログリカンが適切に機能するために必要である。ピカチュリンは、リボンシナプスにおけるシナプス前末端とシナプス後末端の並置に必要であり、ピカチュリンの欠失は、ネスチンの欠失と同様に、異常な網膜電図を引き起こす。[10]
リボンシナプス関係
シナプス形成は、哺乳類のCNS（中枢神経系）が正しく機能するために極めて重要です。網膜光受容体は軸索終末部で終わり、リボンシナプスという特殊な構造を形成します。リボンシナプスは、特に光受容体シナプス終末部を網膜の外網状層（OPL）の双極細胞終末部および水平細胞終末部に接続します。 [6] 細胞外マトリックス様網膜タンパク質であるピカチュリンが、光受容体リボンシナプスのシナプス間隙に局在していることは明らかです。[11]ピカチュリンが不足すると、双極細胞樹状突起の先端が光受容体リボンシナプスに適切に付着せず、シナプス信号伝達と視覚機能が変化することが実証されています。ピカチュリンの機能はまだ不明ですが、ピカチュリンが正常な光受容体リボンシナプスの形成と視覚知覚の生理機能に決定的に関与していることは事実です。[12]
関連する病態：筋ジストロフィー
筋眼脳疾患などの先天性筋ジストロフィー（CMD）は、α-ジストログリカン（α-DG）の糖鎖異常によって引き起こされ、光受容体シナプス機能に欠陥がある。ピカチュリンはCMDにおいて重要な役割を果たしている。ピカチュリンによって実現される光受容体リボンシナプスと双極性樹状突起間の正確な相互作用は、筋ジストロフィー患者に観察される網膜電気生理学的異常の根底にある分子メカニズムの理解を深める可能性がある。筋眼脳ジストロフィーは、POMGnT1またはLARGEの変異によって引き起こされる。これら2つの遺伝子は、ピカチュリンがジストログリカンに結合するために不可欠なO-マンノースに対する翻訳後修飾を媒介するため、筋眼疾患を患う人はピカチュリン-α-ジストログリカン相互作用の糖鎖が低い。[12]
治療への応用
ピカチュリンは視力を向上させる効果があると思われるため、大阪バイオサイエンス研究所の佐藤らは、このタンパク質が網膜色素変性症やその他の眼疾患の治療薬の開発に利用できる可能性があると考えています。[6] [13]
参照
- フィブロネクチンIII型ドメイン
- ラミニンG様ドメイン
- ソニック・ヘッジホッグは、人気のビデオゲームのキャラクターにちなんで名付けられた別のタンパク質です。
- Zbtb7 は、もともと「ポケモン」と名付けられたがん遺伝子です。
- プテラノドンは、ポケモンシリーズに登場する翼竜プテラノドンにちなんで名付けられた先史時代の翼竜の属です。
- ビンブルムは、ポケモンのフリーザー、サンダー、ファイヤーにちなんで学名が付けられた3匹の甲虫の科です。
- ノクティコラ・フェロモサ、フェロモサにちなんで名付けられたゴキブリ。
参考文献
- ^ abc GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000164318 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ abc GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000042961 – 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。
- ^ 「Entrez Gene: EGF 様」。
- ^ abcdef 佐藤S、大森裕、加藤K、近藤M、金川M、宮田和、船曳K、子安隆、梶村直、三好隆、澤井弘、小林K、谷A、戸田隆、臼倉J、田野Y、藤門拓也、古川拓也（2008年8月）。 「ジストログリカンのリガンドであるピカチュリンは、光受容体リボンのシナプス形成に不可欠です。」自然神経科学。11 (8): 923–31。土井：10.1038/nn.2160。PMID 18641643。S2CID 5921645 。
- ^ Gu XH、Lu Y、Ma D、Liu XS、Guo SW (2009年10月)。「異常なDNAメチル化パターンのモデルと上皮性卵巣癌への応用」。中華富璽科雑志(中国語) 。44 (10): 754–9。PMID 20078962 。
- ^ ab 神奈川 正之、大森 勇、佐藤 聡、小林 功、宮越 鈴木 勇、武田 聡、遠藤 剛、古川 剛、戸田 孝 (2010 年 10 月)。「ジストログリカンの翻訳後成熟はピカチュリン結合とリボンシナプス局在に必要である」。The Journal of Biological Chemistry 。285 ( 41 ) : 31208–16。doi : 10.1074 / jbc.M110.116343。PMC 2951195。PMID 20682766。
- ^ ab 「研究者：『ピカチュリン』タンパク質が運動視覚と関連」。デイリー読売オンライン。デイリー読売。2008年7月22日。2008年7月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ Satz JS、Philp AR、Nguyen H、Kusano H、Lee J、Turk R、Riker MJ、Hernández J、Weiss RM、Anderson MG、Mullins RF、Moore SA、Stone EM、Campbell KP (2009年10月)。「ジストログリカンがない場合の視覚障害」。The Journal of Neuroscience。29 ( 42): 13136–46。doi : 10.1523 / JNEUROSCI.0474-09.2009。PMC 2965532。PMID 19846701。
- ^ Satz JS、 Campbell KP (2008年8月)。「リボンシナプスの解明」。Nature Neuroscience。11 (8): 857–9。doi : 10.1038/nn0808-857。PMID 18660835。S2CID 205429626 。
- ^ ab Hu H, Li J, Zhang Z, Yu M (2011年2月). 「先天性筋ジストロフィーモデルでは、ピカチュリンとジストログリカンの相互作用はO-マンノシルグリコシル化の欠陥により減少し、LARGE過剰発現により回復する」。Neuroscience Letters . 489 (1): 10–5. doi :10.1016/j.neulet.2010.11.056. PMC 3018538 . PMID 21129441.
- ^ 「研究者：『ピカチュリン』タンパク質、運動視覚と関連」読売新聞。2008年7月22日。2008年7月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年7月22日閲覧。
外部リンク
- ピカチュウにちなんで名付けられた超高速視覚タンパク質 2017-07-11 にWayback Machineでアーカイブ- 2008 年 7 月 24 日