シンコイリン
哺乳類タンパク質
シンコイリン
識別子
シンボルシンク1
NCBI遺伝子81493
HGNC28897
オミム611750
参照シーケンスNM_030786
ユニプロットQ9H7C4
その他のデータ
軌跡1章 35.1-33ページ
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構造スイスモデル
ドメインインタープロ

発見

シンコイリンは、ヒトにおいてSYNC遺伝子によってコードされる、筋肉特異的な非定型III型中間径フィラメントタンパク質である。[1]酵母ツーハイブリッド法によって、α-ジストロブレビンへの結合パートナーとして初めて単離された。[2]

その後、酵母ツーハイブリッド法を用いて、シンコイリンがデスミンの結合パートナーであることが実証されました。[3]これらの結合パートナーは、シンコイリンがサルコメアZディスク（デスミンが局在する場所）とジストロフィン関連タンパク質複合体（α-ジストロブレビンが局在する場所）と の間の機械的な「リンカー」として機能することを示唆しています。しかしながら、シンコイリンの具体的な生体内機能はまだ解明されていません。

ウェスタンブロッティング技術を用いることで、シンコイリンの新たな種が発見されました。この種は55kDaの大きさで、元のシンコイリンの種は64kDaでした。この発見は、遺伝子スプライシングを用いてSYNC2とSYNC3と呼ばれる2つの新しいアイソフォームを特定するという科学者の発想につながりました。[4]

シンコイリンの異常に高いレベルは、デスミノパシー[5]や筋ジストロフィー[6]などの神経筋消耗性疾患の特徴であることが示されています。そのため、シンコイリンは神経筋疾患の有望なマーカーとして研究されています。

構造

シンコイリンは中間径フィラメントとして特徴付けられ、頭部、リンカー領域、αヘリックス、尾部といった中間径フィラメントを構成する主要な構造的特徴を有する。中間径フィラメントに分類されるタンパク質は、頭部と尾部の大きさや形状がそれぞれ異なる。[7]

より具体的には、シンコイリンは、4つのサブユニットからなるコイルを形成する中央のロッドドメイン、柔軟なリンカーで区切られたαヘリックス領域、N末端ヘッドドメイン、およびC末端テールドメインによって構造的に定義されます。[7]シンコイリンのアイソフォームであるSYNC 3は、元のタンパク質フィラメントとは大きく異なる構造を有しています。このアイソフォームはロッドドメインが短縮されており、C末端テール領域が欠落しています。[4]

シンコイリンの尾部が非常に短いため、これがシンコイリンが他のフィラメントを形成する能力に影響を与えると仮定されています。[7]シンコイリンは、他のタンパク質とは異なる独特のN末端を持つため、他のタイプIII中間径フィラメントとは異なります。[8]シンコイリンは、他のフィラメントのように自発的に二量体を形成する能力を持っていません。[9]

関数

シンコイリンの最も重要な役割は、DAPCタンパク質とα-ジストロブレビンを連結することです。シンコイリンとDAPCタンパク質およびα-ジストロブレビンの結合が同時に起こるかどうかは、まだ研究によって明らかにされていません。[9]シンコイリンは、他の中間径フィラメントと同様に、筋線維の構造を支えるためにも必要です。[10]

しかし、シンコイリンは他の多くの中間径フィラメントと同じ機能を果たすわけではありません。シンコイリンは、アップレギュレーションによって損傷した筋肉を修復するために使用されることがあります。[5]研究によると、シンコイリンのアップレギュレーションは筋線維に有害であるだけでなく、筋膜の安定性にも役立つことが示されています。[5]

肝星細胞は、シンコイリン中間径フィラメントを必要とする特殊な組織です。肝臓に損傷が生じると、シンコイリンなどの中間径フィラメントの発現とα平滑筋細胞（α-SMA）の増加が起こります。マウスの初代培養肝細胞を用いた実験で同定された後、活性化肝星細胞のマーカーとして利用されています。本研究では、シンコイリンアイソフォームSYNC1およびSYNC2が、肝星細胞の生体内活性化時に高発現していることが示されました。[10]

位置

シンコイリンは骨格筋と心筋に存在し、その結合タンパク質であるデスミンと類似している。[9]シンコイリンの大部分を担う骨格筋の領域は筋鞘である。[7]筋組織をさらに個々の筋線維に細分化すると、神経筋接合部に存在することがわかる。[11]シンコイリンは、核周縁腔や筋腱接合部などの領域にも豊富に存在する。α-ジストロブレビンまたはデスミンのいずれかが欠損すると、シンコイリンの発現が変化し、どちらか一方または両方のタンパク質の欠損を補う。[12]

ペリフェリンと呼ばれる別の中間径フィラメントに加えて、シンコイリンは中枢神経系と末梢神経系にも存在します。脊髄は、SYNC遺伝子の変異体をSYNC1とSYNC2と呼ばれる2つのアイソフォームに発現することができます。しかし、SYNC1とSYNC2は異なる神経系で優位です。SYNC1は脳に多く見られ、SYNC2は末梢神経系と脊髄に多く見られます。[13]

臨床的意義

筋肉疾患

骨格筋と心筋のシンコイリン濃度が増加すると、筋肉組織の疾患につながることがよくあります。

シンコイリンが関連付けられている疾患の例には次のものがあります。

シンコイリンはフィラメントであるデスミンと強く相互作用するため、シンコイリンの変異はデスミンと筋鞘の結合に影響を与える可能性が示唆されています。これはデスミン関連ミオパチーを引き起こす可能性があります。[5]筋疾患のもう一つの原因はSYNC遺伝子の変異です。[6]

胃の病気

シンコイリンに影響を与える変異、またはシンコイリンの欠乏は、細胞壊死につながる要因となる可能性があります。[3]シンコイリンを特定する遺伝子SYNCは、通常の胃組織よりも胃癌組織で高レベルで発現していることがわかりました。胃癌組織内では、シンコイリンは主に細胞質と細胞膜に存在していました。最近の研究では、SYNC発現の高い胃癌組織は、個人の生存率が低いことと強い相関関係にあることが示されています。より具体的には、胃癌組織におけるSYNC遺伝子発現が高いことは、個人が胃癌のより進行した段階にあり、潜在的により攻撃的なタイプの胃癌のサブタイプにあることを示唆しています。[14]

参考文献

  1. ^ 「SYNC - シンコイリン - ホモサピエンス（ヒト） - SYNC遺伝子とタンパク質」www.uniprot.org . 2021年12月20日閲覧。
  2. ^ Newey SE, Howman EV, Ponting CP, Benson MA, Nawrotzki R, Loh NY, et al. (2001年3月). 「シンコイリンは骨格筋においてα-ジストロブレビンと相互作用する中間径フィラメントスーパーファミリーの新規メンバーである」. The Journal of Biological Chemistry . 276 (9): 6645– 6655. doi : 10.1074/jbc.M008305200 . PMID  11053421.
  3. ^ ab Poon E, Howman EV, Newey SE, Davies KE (2002年2月). 「シンコイリンとデスミンの関連性：中間径フィラメントタンパク質とジストロフィン関連タンパク質複合体の結合」. The Journal of Biological Chemistry . 277 (5): 3433– 3439. doi : 10.1074/jbc.M105273200 . PMID  11694502.
  4. ^ ab Kemp MW, Edwards B, Burgess M, Clarke WT, Nicholson G, Parry DA, Davies KE (2009年3月). 「マウス横紋筋におけるシンコイリンアイソフォームの組織化と発現差」. Journal of Structural Biology . 165 (3): 196– 203. doi :10.1016/j.jsb.2008.11.002. PMID  19070665.
  5. ^ abcd Howman EV, Sullivan N, Poon EP, Britton JE, Hilton-Jones D, Davies KE (2003年1月). 「デスミン関連ミオパチー患者2名におけるシンコイリン蓄積」. Neuromuscular Disorders . 13 (1): 42– 48. doi :10.1016/S0960-8966(02)00181-5. PMID  12467731. S2CID  43131423.
  6. ^ abc Brown SC, Torelli S, Ugo I, De Biasia F, Howman EV, Poon E, et al. (2005年12月). 「神経筋疾患患者の筋肉におけるシンコイリンの上方制御」. Muscle & Nerve . 32 (6): 715– 725. doi :10.1002/mus.20431. PMID  16124004. S2CID  39218012.
  7. ^ abcd Moorwood C (2008年10月). 「シンコイリン：骨格筋のジストロフィン関連タンパク質複合体に結合した中間径フィラメント様タンパク質」. Cellular and Molecular Life Sciences . 65 (19): 2957– 2963. doi :10.1007/s00018-008-8306-9. PMC 11131731. PMID 18810324.  S2CID 1076728  . 
  8. ^ Zhang J, Bang ML, Gokhin DS, Lu Y, Cui L, Li X, 他 (2008年5月). 「シンコイリンは骨格筋における最大等尺性ストレスの発生に必須であるが、筋細胞構築には不要である」. American Journal of Physiology. Cell Physiology . 294 (5): C1175 – C1182 . doi :10.1152/ajpcell.00049.2008. PMC 2749034. PMID 18367591  .  
  9. ^ abc McCullagh KJ, Edwards B, Kemp MW, Giles LC, Burgess M, Davies KE (2008年5月). 「C57BL6/SV129シンコイリンノックアウトマウスにおける骨格筋機能の解析」. Mammalian Genome . 19 (5): 339– 351. doi :10.1007/s00335-008-9120-2. PMC 2515546. PMID 18594912  . 
  10. ^ ab Van Rossen E、Liu Z、Blijweert D、Eysackers N、Mannaerts I、Schroyen B、他。 （2014年1月）。 「シンコイリンは、活性化された肝星細胞の中間径フィラメントタンパク質です。」組織化学と細胞生物学。141 (1): 85–99 .土井:10.1007/s00418-013-1142-5。PMID  24043511。S2CID 14086333  。
  11. ^ Blake, Derek J; Martin-Rendon, Enca (2002-07-01). 「中間径フィラメントとジストロフィン-タンパク質複合体の機能」 . Trends in Cardiovascular Medicine . 12 (5): 224– 228. doi :10.1016/S1050-1738(02)00166-4. ISSN  1050-1738. PMID  12161077.
  12. ^ マッカ KJ、エドワーズ B、プーン E、ラバリング RM、ポーリン D、デイビス KE (2007 年 12 月)。 「正常およびミオパシー横紋筋における中間フィラメント様タンパク質シンコイリン」。神経筋障害。17 ( 11–12 ): 970–979。土井:10.1016/j.nmd.2007.06.004。PMID  17629480。S2CID 27635173  。
  13. ^ Clarke WT, Edwards B, McCullagh KJ, Kemp MW, Moorwood C, Sherman DL, et al. (2010年8月). 「Syncoilinはペリフェリンフィラメントネットワークを調節し、大口径運動ニューロンに必須である」. Journal of Cell Science . 123 (Pt 15): 2543– 2552. doi :10.1242/jcs.059113. PMC 2908046. PMID  20587592 . 
  14. ^ Wang D, Deng L, Xu X, Ji Y, Jiao Z (2021年3月). 「SYNC発現の上昇は胃腫瘍形成および胃腫瘍免疫微小環境におけるM2分極マクロファージの浸潤と関連する」.遺伝子検査と分子バイオマーカー. 25 (3): 236– 246. doi :10.1089/gtmb.2020.0131. PMID  33734892. S2CID  232300516.
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