ヘモグロビンサブユニットβ

HBB
利用可能な構造 PDB オーソログ検索: PDBe RCSB PDB IDコードのリスト 6HBW、1A00、1A01、1A0U、1A0Z、1A3N、1A3O、1ABW、1ABY、1AJ9、1B86、1BAB、1BBB、1BIJ、1BUW、1BZ0、1BZ1、1BZZ、1C7B、1C7C、1C7D、1CBL、1CBM 、1CH4、1CLS、1CMY、1COH、1DKE、1DXT、1DXU、1DXV、1FN3、1G9V、1GBU、1GBV、1GLI、1GZX 、1HAB​​​​​​​​​​​​​​​​、1HAC、1HBA、1HBB、1HBS、1HCO、1HDB、1HGA、1HGB、1HGC、1HHO、1IRD、1J3Y、1J3Z、1J40、1J41、1J7S、1J7W、1J7Y、1JY7、1K0Y、1K1K、1KD2、1LFL、1LFQ、1LFT、1LFV、1LFY、1LFZ、1LJW、1M9P、1MKO、1NEJ、1NIH、1NQP、1O1I、1O1J、1O1K、1O1L​​​​​​​​、1O1M、1O1N、1O1O、1O1P、1QI8、1QSH、1QSI、1QXD、1QXE、1R1X、1R1Y、1RPS、1RQ3、1RQ4、1RQA、1RVW、1SDK、1SDL​​​​​​、1THB、1UIW、1VWT、1XXT、1XY0、1XYE、1XZ2、1XZ4、1XZ5、1XZ7、1XZU、1XZV、1Y09、1Y0A 、1Y0C、1Y0D、1Y0T、1Y0W、1Y22、1Y2Z、1Y31、1Y35、1Y45、1Y46、1Y4B、1Y4F、1Y4G、1Y4P、1Y4Q、1Y4R、1Y4V、1Y5F、1Y5J、1Y5K、1Y7C、​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ 1Y7D、1Y7G、1Y7Z、1Y83、1Y85、1Y8W、1YDZ、1YE0、1YE1、1YE2、1YEN、1YEO、1YEQ、1YEU、1YEV、1YFF、1YG5、1YGD、1YGF、1YH9、1YHE、1YHR、1YIE、1YIH、1YVQ、1YVT、1YZI、2D5Z、2D60、2DN1、2DN2、2DN3、2DXM、2H35、2HBC、2HBD、2HBE、​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​2HBF、2HBS、2HCO、2HHD、2HHE、2M6Z、2W6V、2W72、2YRS、3B75、3D17、3D7O、3DUT、3HXN、3IC0、3IC2、3KMF、3NL7、​​​​​​​​​​3NMM、3ODQ、3ONZ、3OO4、3OO5、3 ​​P5Q、3QJB、3QJC、3QJD、3QJE、3R5I、3S65、3S66、3SZK、3W4U、3WCP、3WHM、4FC3、4HHB、4IJ2、4L7Y、4M4A、4M4B、4MQC、4MQG、4MQH、4MQI、4N7N、4N7O、4N7P、4N8T、4NI0、4NI1、4ROL、4ROM、4WJG、4X0L 、4XS0、5E29、​​​​​​​​​​​​​​​​​ 5E6E、5EE4、5HU6、5JDO、5KDQ、5E83​​​​
識別子
エイリアス	HBB、CD113t-C、βグロビン、ヘモグロビンサブユニットβ、ECYT6
外部ID	オミム: 141900 ; MGI : 5474850 ;ホモロジーン: 68066 ;ジーンカード: HBB ; OMA : HBB - オルソログ
遺伝子の位置（ヒト） キリスト 11番染色体（ヒト）[ 1 ] バンド 11p15.4 始める 5,225,464 bp [ 1 ] 終わり 5,229,395 bp [ 1 ]
遺伝子の位置（マウス） キリスト 7番染色体（マウス）[ 2 ] バンド 7 E3|7 始める 103,461,731 bp [ 2 ] 終わり 103,463,203 bp [ 2 ]
RNA発現パターン ブギー 人間 マウス（相同遺伝子） 上位の表現 海綿骨 大静脈 歯周繊維 単球 骨髄 上腕三頭筋 上腕二頭筋の骨格筋組織 骨髄細胞 臀筋 血 上位の表現 骨髄 脾臓 神経管 心臓 肺 神経節隆起 心室帯 中脳 食道 皮膚の領域 より多くの参照表現データ バイオGPS 該当なし
遺伝子オントロジー 分子機能 鉄イオン結合 酸素結合 酸素運搬活性 ペルオキシダーゼ活性 金属イオン結合 ヘモグロビン結合 タンパク質結合 ヘム結合 ハプトグロビン結合 細胞成分 細胞質 エンドサイトーシス小胞腔 血液微粒子 細胞外領域 ヘモグロビン複合体 細胞外エクソソーム ハプトグロビン-ヘモグロビン複合体 三次顆粒腔 フィコリン-1に富む顆粒腔 細胞外空間 生物学的プロセス 細胞死の正の調節 タンパク質ヘテロオリゴマー化 一酸化窒素輸送 一酸化窒素生合成プロセスの正の調節 酸素輸送 血液凝固 受容体介在性エンドサイトーシス 血圧の調節 重炭酸塩輸送 過酸化水素の分解プロセス 血小板凝集 過酸化水素に対する反応 腎臓吸収 細胞酸化剤解毒 好中球脱顆粒 輸送 出典：Amigo / QuickGO
オーソログ 種 人間 ねずみ エントレズ 3043 101488143 アンサンブル ENSG00000244734 ENSMUSG00000073940 ユニプロット P68871 P02088 RefSeq (mRNA) NM_000518 NM_008220 RefSeq（タンパク質） NP_000509 NP_032246 NP_001188320 NP_001265090 場所（UCSC） 11章: 5.23 – 5.23 Mb 7章: 103.46 – 103.46 Mb PubMed検索 [ 3 ] [ 4 ]
ウィキデータ
人間の表示/編集 マウスの表示/編集

ヒトでは、HBB 遺伝子は11 番染色体の p15.5 の位置にあります。

ヘモグロビンサブユニットβ（βグロビン、β-グロビン、ヘモグロビンβ、ヘモグロビンβ）は、 HBB遺伝子によってコードされるグロビンタンパク質であり、αグロビン（ HBA ）とともに、成人のヒトで最も一般的なヘモグロビンであるヘモグロビンA（HbA）を構成しています。^{[ 5 ]} 147アミノ酸から成り、分子量は15,867 Daです。通常の成人のHbAは、 2つのα鎖と2つのβ鎖からなるヘテロ四量体です。

βグロビンは、ヒト11番染色体上のHBB遺伝子によってコードされています。この遺伝子の変異により、鎌状赤血球症やβサラセミアなどの遺伝性疾患、そしてマラリアに対する遺伝的抵抗性などの有益な形質に関連するタンパク質の複数の変異体が生成されます。^{[ 6 ] [ 7 ]}この遺伝子には、少なくとも50の疾患を引き起こす変異が発見されています。^{[ 8 ]}

遺伝子座

ベータグロビンは、11番染色体上のβグロビン遺伝子座の多重遺伝子座、具体的には短腕15.4に位置するHBB遺伝子によって産生される。βグロビン遺伝子座におけるベータグロビンおよび隣接グロビンの発現は、グロビン遺伝子の上流に位置する遺伝子座で最も重要な調節要素である単一遺伝子座制御領域（LCR）によって制御される。 ^{[ 9 ]}正常な対立遺伝子変異体は1600塩基対（bp）の長さで、3つのエクソンを含む。ベータグロビンクラスター内の遺伝子の順序は、5' -イプシロン-ガンマG -ガンマA -デルタ- ベータ - 3'である。^{[ 5 ]}

相互作用

βグロビンはαグロビンと相互作用して、成人の主要なヘモグロビンであるヘモグロビンAを形成します。^{[ 10 ] [ 11 ]}この相互作用は2つの段階に分かれています。まず、1つのβグロビン分子と1つのαグロビン分子が静電引力によって結合し、二量体を形成します。^{[ 12 ]}次に、2つの二量体が結合して4本鎖四量体を形成し、これが機能的なヘモグロビンとなります。^{[ 13 ]}

関連する遺伝性疾患

ベータサラセミア

ベータサラセミアは、11番染色体上のベータグロビン対立遺伝子の一方（ベータサラセミアマイナー）または両方（ベータサラセミアメジャー）の遺伝性遺伝子変異です。変異対立遺伝子は、機能的なβグロビンが生成されないβ0と、少量の正常なβグロビンタンパク質が生成されるβ+の2つのグループに分けられます。ベータサラセミアマイナーは、正常なベータ対立遺伝子と異常なベータ対立遺伝子（β0またはβ+のいずれか）を1つずつ受け継いだ場合に発生します。ベータサラセミアマイナーでは、軽度の小球性貧血が発生し、多くの場合は無症状ですが、疲労感や皮膚の蒼白を引き起こすこともあります。ベータサラセミアメジャーは、異常な対立遺伝子を2つ受け継いだ場合に発生します。これは、β+対立遺伝子2つ、β0対立遺伝子2つ、またはそれぞれ1つである可能性があります。ベータサラセミアメジャーは重篤な病状です。重度の貧血は生後6ヶ月から現れ始め、治療を受けなければ12歳になる前に死亡することが多い。^{[ 14 ]}ベータサラセミア重症型は、生涯にわたる輸血または骨髄移植によって治療できる。^{[ 15 ] [ 16 ]}

鎌状赤血球症

1,000種類以上の自然発生的なHBB変異体が発見されています。最も一般的なのは鎌状赤血球症を引き起こすHbSです。HbSは、 HBBの点突然変異によって生成されます。この突然変異では、コドンGAGがGTGに置換されます。その結果、7番目の位置にある親水性アミノ酸グルタミン酸が疎水性アミノ酸バリンに置換されます（β6Glu→Val）。この置換により、タンパク質の外側に疎水性スポットが形成され、隣接するヘモグロビン分子のβ鎖の疎水性領域に付着します。これにより、HbS分子が硬い繊維状に凝集し、ホモ接合体（HbS/HbS ）状態では赤血球全体が「鎌状化」します。^{[ 17 ]}ホモ接合型対立遺伝子は最も致命的な遺伝的要因の1つとなっているが、^{[ 18 ]}一方で、変異型対立遺伝子（HbS/HbA ）のヘテロ接合型を持つ人はマラリアに抵抗性があり、貧血の影響も最小限に抑えられる。^{[ 19 ]}

ヘモグロビンC

鎌状赤血球症は、ヘモグロビンC（HbC）と呼ばれる別の変異ヘモグロビンと密接に関連しており、これらは同時に遺伝する可能性がある。^{[ 20 ]} HbCの変異はHbSの同じ位置にあるが、グルタミン酸がリジンに置換されている（β6Glu→Lys）。この変異は特に西アフリカの集団で多くみられる。HbCは、ホモ接合体（CC）の個体では熱帯熱マラリア原虫（ Plasmodium falciparum）に対してほぼ完全な防御効果を示し、ヘテロ接合体（AC）の個体では中程度の防御効果を示す。^{[ 21 ]}これは、HbCがHbSよりも強い影響力を持つことを示しており、マラリア流行地域ではHbSに取って代わると予測されている。^{[ 22 ]}

ヘモグロビンE

HBBにおけるもう一つの点突然変異は、26番目のグルタミン酸がリジンに置換される（β26Glu→Lys）ことで、ヘモグロビンE（HbE）の形成につながる。^{[ 23 ]} HbEはαグロビンとβグロビンの非常に不安定な結合構造を持つ。この不安定なタンパク質自体は軽度の影響しか及ぼさないものの、HbSおよびサラセミアの形質とともに遺伝し、生命を脅かすβサラセミアへと変化する。この突然変異は比較的最近に発生したものであり、ヘテロ接合性アレルがマラリアの発症を阻止することから、重症ファルシパルムマラリアに対する選択圧によって生じた可能性が示唆されている。^{[ 24 ]}

人類の進化

熱帯熱マラリア原虫によるマラリアは、人類の進化における主要な選択要因である。^{[ 7 ] [ 25 ]}これはHBBの変異に様々な程度で影響を与え、多数のHBB変異体が存在する結果となった。これらの変異の中には、直接致死的ではなく、マラリアが流行している地域では特にマラリアに対する抵抗力を付与するものもある。^{[ 26 ] [ 27 ]}例えば、アフリカ系の人々に多い鎌状赤血球変異は、重症マラリアに対してある程度の抵抗力を与えるという証拠がある。^{[ 28 ]}このように、HBB変異はこれらの地域で正の選択の源であり、彼らの長期生存に重要である。^{[ 6 ] [ 29 ]}このような選択マーカーは、アフリカからの人類の祖先と多様化をたどる上で重要である。^{[ 30 ]}

参照

• ヘモグロビンサブユニットα
• ヒトβグロビン遺伝子座

参考文献

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さらに読む

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外部リンク

• PDBe-KBのUniProt : P68871 (ヒトヘモグロビンサブユニットベータ)のPDBで利用可能なすべての構造情報の概要。
• PDBe-KBのUniProt : P02088 (マウスヘモグロビンサブユニットベータ-1)のPDBで利用可能なすべての構造情報の概要。