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| エイリアス | ELN、SVAS、WBS、WS、エラスチン、ADCL1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：130160; MGI : 95317;ジーンカード：ELN; OMA :ELN - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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エラスチンは、ヒトおよび他のいくつかの動物において、 ELN遺伝子によってコード化されたタンパク質です。エラスチンは、顎口類（顎を持つ脊椎動物）の細胞外マトリックスの重要な成分です。 [5]非常に弾力性があり、体の結合組織に存在し、伸びたり縮んだりした後に元の形に戻ります。 [6]エラスチンは、皮膚が突かれたり挟まれたりしたときに元の位置に戻るのを助けます。エラスチンは脊椎動物の重要な荷重支持組織にも存在し、機械的エネルギーの貯蔵が必要な場所で使用されます。[7]
関数
ELN遺伝子は、弾性繊維の2つの構成要素のうちの1つであるタンパク質をコードします。コードされているタンパク質は、グリシンやプロリンなどの疎水性アミノ酸が豊富で、リジン残基間の架橋によって境界が付けられた可動性の疎水性領域を形成します。この遺伝子には、異なるアイソフォームをコードする複数の転写バリアントが見つかっています。[8]エラスチンの可溶性前駆体はトロポエラスチンです。[9]
弾性反動のメカニズム
無秩序性の特徴は、エントロピー駆動による弾性反動のメカニズムと一致している。コンフォメーションの無秩序性はエラスチンの構造と機能の構成的特徴であると結論付けられる。[10]
臨床的意義
この遺伝子の欠失や変異は、大動脈弁上狭窄症（SVAS）や常染色体優性皮膚弛緩症と関連している。[8]エラスチンの他の関連欠陥には、マルファン症候群、α1-アンチトリプシン欠乏による肺気腫、動脈硬化症、ブシュケ・オレンドルフ症候群、メンケス症候群、弾性線維性偽黄色腫、ウィリアムズ症候群などがある。[11]
弾性線維症
弾性線維症は組織内のエラスチンの蓄積であり、変性疾患の一種です。原因は多岐にわたりますが、最も一般的な原因は、日光弾性線維症としても知られる皮膚の光線性弾性線維症で、これは光老化として知られるプロセスである、長時間の過度の日光曝露によって引き起こされます。皮膚弾性線維症のまれな原因には、蛇行性穿孔性弾性線維症、穿孔性石灰化弾性線維症、線状限局性弾性線維症などがあります。[12]
構成
体内では、エラスチンは通常、結合組織中の他のタンパク質と関連している。体内の弾性繊維は、非晶質エラスチンと繊維状フィブリリンの混合物である。両方の成分は主に、グリシン、バリン、アラニン、プロリンなどの小さなアミノ酸でできている。[11] [14]正常な犬の動脈における総エラスチン量は、乾燥した脱脂動脈の重量の58～75%である。[15]新鮮な組織と消化された組織の比較では、35%のひずみでは、動脈負荷の少なくとも48%がエラスチンによって担われ、動脈組織の硬さの変化の少なくとも43%はエラスチンの硬さの変化によるものであることが示された。[16]
組織分布
エラスチンは動脈内で圧力波の伝播の媒体として重要な役割を果たし、血流を促進し、特に大動脈などの大きな弾性血管に豊富に含まれています。エラスチンは肺、弾性靭帯、弾性軟骨、皮膚、膀胱でも非常に重要です。エラスチンは顎のある脊椎動物に存在します。[17]
特徴
エラスチンは非常に長寿命のタンパク質であり、ヒトにおける半減期は78年以上である。[18]
臨床研究
組み換えヒトトロポエラスチンを使用してエラスチン繊維を生成し、創傷や瘢痕の皮膚の柔軟性を改善する可能性が研究されました。 [ 19] [ 20]組み換えヒトトロポエラスチンを新鮮な創傷に皮下注射した後、瘢痕や最終的な瘢痕の柔軟性に改善は見られなかったことがわかりました。[19] [20]
生合成
トロポエラスチン前駆体
エラスチンは、多くの小さな可溶性前駆体トロポエラスチンタンパク質分子（50-70 kDa ）を結合して作られ、最終的に巨大で不溶性の耐久性のある複合体を形成します。結合されていないトロポエラスチン分子は、細胞によって合成された直後にエラスチン繊維に架橋され、細胞外マトリックスに輸出されるため、通常は細胞内で利用できません。[21]
各トロポエラスチンは、ランダムコイル構造でそれぞれ約 2 kDa の重さの36 個の小さなドメインの列で構成されています。タンパク質は、別々のエクソンによってコード化された疎水性ドメインと親水性ドメインが交互に並んでいるため、トロポエラスチンのドメイン構造は遺伝子のエクソン構成を反映しています。親水性ドメインには、成熟エラスチンの形成中に架橋に関与する Lys-Ala (KA) および Lys-Pro (KP) モチーフが含まれています。KA ドメインでは、リジン残基は 2 つまたは 3 つのアラニン残基で区切られたペアまたはトリプレットとして存在します (例: AAAKAAKAA)。一方、KP ドメインでは、リジン残基は主にプロリン残基で区切られています (例: KPLKP)。
集約
トロポエラスチンは、コアセルベーションと呼ばれるプロセスで疎水性ドメイン間の相互作用により生理学的温度で凝集します。このプロセスは可逆的で熱力学的に制御されており、タンパク質の切断を必要としません。コアセルベートは不可逆的な架橋によって不溶性になります。
架橋
成熟したエラスチン繊維を作るために、トロポエラスチン分子は、デスモシンおよびイソデスモシン架橋分子によってリジン残基を介して架橋される。架橋を行う酵素はリシルオキシダーゼであり、生体内チチバビンピリジン合成反応を使用する。[22]
分子生物学
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哺乳類では、ゲノムにはトロポエラスチンの遺伝子が 1 つだけ含まれており、ELNと呼ばれています。ヒトのELN遺伝子は、第 7 染色体上の 45 kb のセグメントで、約 700 個のイントロンによって中断された 34 個のエクソンがあり、最初のエクソンは細胞外局在を指定するシグナルペプチドです。イントロンの数が多いことから、遺伝子組み換えが遺伝子の不安定性に寄与し、SVASなどの疾患につながる可能性があります。トロポエラスチン mRNA の発現は、少なくとも 8 つの異なる転写開始部位によって高度に制御されています。
エラスチンの組織特異的な変異体は、トロポエラスチン遺伝子の選択的スプライシングによって生成される。少なくとも11種類のヒトトロポエラスチンアイソフォームが知られている。これらのアイソフォームは発達制御下にあるが、同じ発達段階の組織間ではわずかな違いがある。[11]
参照
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さらに読む
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外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)におけるエラスチン
- 組織学画像: 21402loa – ボストン大学の組織学学習システム
- ウィリアムズ症候群またはウィリアムズ・ビューレン症候群に関する GeneReviews/NIH/NCBI/UW エントリー
- エラスチンタンパク質
- ミクロフィブリル