アンキリンリピート、PEST配列およびプロリンリッチ領域(ARPP)は、 アンキリンリピートドメイン含有タンパク質2 としても知られ、ヒトではANKRD2 遺伝子によってコードされる タンパク質 である。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] ARPPは、 CARP やDARP も含まれる筋肉アンキリンリピートタンパク質(MARP)のメンバーであり、心筋 、骨格筋 、その他の組織で高度に発現している。拡張型心筋症 および筋萎縮性側索硬化症 の患者ではARPPの発現が変化することが示されている。腫瘍の進行 および転移の拡散におけるAnkrd2の役割も説明されている。[ 9 ] [ 10 ]
構造 ARPPには2つのアイソフォームが文書化されており、360個のアミノ酸からなる39.8 kDaのタンパク質アイソ フォーム [ 11 ] と327個のアミノ酸からなる36.2 kDaのタンパク質アイソ フォーム [ 12 ] です。 ANKRD2には9つのエクソンがあり、そのうち4つは タンパク質 の中央領域のアンキリンリピート、 N末端 領域のPEST様でリジン に富む配列、C末端 領域のリン酸化 のためのコンセンサス配列を含むプロリンに 富む配列をコードしています。[ 13 ] [ 14 ] ARPPは他のMARPと反平行にホモまたはヘテロ二量体化できると提案されています。[ 15 ] ARPPは、骨格筋の遅筋線維[ 13 ] [ 16 ] および心筋の核 およびI帯で高度に発現しており、特に 心室 領域[ 14 ] の介在板 で高度に発現している。[ 17 ] また、脳 、膵臓 、食道上皮 での発現も報告されている。[ 16 ] [ 18 ] ARPPとCARP タンパク質は高い相同性を示すが、筋細胞における発現プロファイルは著しく異なる。CARPは心房 と心室 、発達期、成人心筋細胞 全体で発現しているが、ARPPはほぼ心室 にのみ発現しており、成人心筋細胞にのみ発現している。ARPPは 横紋筋肉腫 でも発現しており、アクチン やデスミン とは異なるパターンを示している。[ 19 ]
関数 ARPPは筋細胞の核 とサルコメアの 両方に局在する。ARPPは筋細胞 の分化に役割を果たしている可能性があり、 in vitroで C2C12 分化中にARPPの発現が誘導されることが示されている。[ 19 ] ARPPが筋芽細胞 核 で転写共活性化因子および共抑制因子PML と共局在し、p53 に結合してp21(WAFI/CIPI)プロモーターを強化するという発見は、筋肉遺伝子発現の調節とストレスシグナルの感知におけるARPPの役割に関連している。[ 20 ] さらに、Nkx2.5とp53が相乗的に ANKRD2 プロモーターを活性化して筋形成分化に対する効果を促進することが実証された。 [ 21 ] サルコメアでは、ARPPはIバンド でタイチン に結合し、ホモ二量体化によって増強され、 ARPP自身またはタイチンの タンパク質キナーゼA /タンパク質キナーゼCの リン酸化 状態を変化させることができる。[ 15 ] これらの研究は、ARPPとタイチン の間に伸長応答性の関係があることを示しており、これは翻訳後メカニズムによって急速に変化する可能性がある。
ARPP機能に関する機能的知見は、トランスジェニック研究から得られている。3種類の筋肉アンキリンリピートタンパク質(MARP)、ARPP、CARP 、およびDARPを すべて欠損したマウスでは、骨格筋は より遅い繊維タイプ の分布を示す傾向があり、安静時のサルコメア長が長く、繊維の剛性が低下し、より長い タイチン アイソフォームが発現し、遠心性収縮 関連損傷後のトルク損失が大きく、MyoD およびMLPの発現が増強していた。これらの知見は、ARPPおよび関連MARPタンパク質が 骨格筋 の受動的な剛性および遺伝子調節の役割を果たしている可能性を示唆している。[ 22 ] ARPPを単独または他のMARPと組み合わせてノックアウトした心筋 におけるARPP機能を調査した研究では、マウスはベースライン時および圧負荷誘発性心肥大に反応して正常な心機能を示したことから、これらのタンパク質は正常な心臓の発達や 肥大 刺激に反応して必須ではないことが示唆された。[ 23 ]
ARPP は疾患モデルにおいても役割を果たしていることが示されている。 ARPP はまた骨格筋の神経 支配障害 後に発現が上昇し、障害後 4 週間持続する。[ 16 ] ARPP ( ANKRD2 ) 遺伝子発現は 遠心性収縮 関連損傷モデルにおいても急速に誘導されることが示されており、損傷後 12~24 時間以内にピーク発現 (正常値の 6~11 倍) を示し、ARPP が修復に役割を果たしている可能性を示唆している。[ 24 ] タイチン の小さな欠失によって引き起こされる筋炎 を伴う筋ジストロフィー (mdm)のマウスモデルでは、骨格筋組織において ANKRD2 mRNA の発現が CARP の発現とともに有意に上昇していることが示されており、タイチン に基づくシグナル伝達における ARPP の役割を示唆している。[ 25 ] ARPP のレベルは糖尿病のマウスモデルでも変化していた。[ 26 ]
臨床的意義 拡張型心筋症 患者ではARPPのレベルが上昇していた。[ 27 ]
筋萎縮性側索硬化症 (ALS)患者ではARPPの発現パターンが変化していることが示されており、骨格筋線維の遅筋 線維での発現が低下し、骨格筋線維の速筋 線維での発現が増加する。[ 28 ]
ARPPは腫瘍性腎細胞癌 と好色性腎細胞癌 の鑑別診断 に潜在的に有用なバイオマーカーであることも示されている。[ 29 ]
非病理的生理学的観察では、患者の骨格筋 におけるARPP mRNAの発現は 、 疲労を伴うジャンプ運動の2日後に上昇することが示された。CARP 、MLP 、カルパイン-2 mRNAのレベルも上昇しており、これらの分子が身体運動によって活性化されるシグナル伝達ネットワークの一部である可能性が示唆されている。[ 30 ]
Ankrd2は骨肉腫[ 9 ] や頭頸部扁平上皮癌[ 10 ] など、いくつかの種類の癌の進行に関与していることが示されている。
相互作用 ANKRD2 は、
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