| インターネキシン神経細胞中間径フィラメントタンパク質、α | |||||||
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| 識別子 | |||||||
| 記号 | INA | ||||||
| 代替記号 | NEF5 | ||||||
| NCBI遺伝子 | 9118 | ||||||
| HGNC | 6057 | ||||||
| OMIM | 605338 | ||||||
| 参照配列 | NM_032727 | ||||||
| ユニプロット | Q16352 | ||||||
| その他のデータ | |||||||
| 遺伝子座 | 10染色体 q24 | ||||||
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インターネキシン（α-インターネキシンは）クラスIV中間径フィラメントであり、約66 kDa 。このタンパク質は、もともとラットの視神経と脊髄から精製された。 [1]このタンパク質は、発見当初と同様に他のニューロフィラメントサブユニットと共精製されるが、成熟ニューロンの中には、このタンパク質のみが発現するニューロフィラメントが存在するものもある。このタンパク質は、発達中の神経芽細胞と成人の中枢神経系に存在する。このタンパク質は、小型介在ニューロンと小脳顆粒細胞の中間径フィラメントネットワークの主要構成要素であり、平行線維に存在する。
構造
アルファインターネキシンには、高度に保存されたαヘリックス領域を形成する、約310アミノ酸残基からなる相同な中央ロッドドメインがある。中央ロッドドメインはコイルドコイル構造を担い、アミノ末端のヘッド領域とカルボキシ末端のテールに挟まれている。[2]このロッドドメインは、10nmのフィラメントアセンブリ構造にも関与している。ヘッド領域とテール領域には、NF-Mの構造と高度に相同なセグメントが含まれている。[1]ヘッド領域は非常に塩基性が高く、多くのセリンおよびスレオニンポリマーを含む一方、テール領域にはグルタミン酸に富む領域のような独特な配列モチーフがある。[3]アルファドメインは、コイルドコイル構造の形成を助ける疎水性残基のヘプタドリピートから構成されている。[3]アルファインターネキシンの構造は、ラット、マウス、ヒト間で高度に保存されている。[1]
α-インターネキシンは、ニューロフィラメントが形成するヘテロポリマーとは異なり、ホモポリマーを形成することができる。この形成は、α-インターネキシンと3つのニューロフィラメントが別々のフィラメント系を形成していることを示唆している。 [4 ] α-インターネキシンはホモポリマーを形成できるだけでなく、他の中間径フィラメントタンパク質が存在しない状態でも伸長したフィラメントのネットワークを形成し、in vitroにおいて任意のタイプIVまたはタイプIIIサブユニットと効率的に共集合する。[1] Chingらは、中間径フィラメントの集合モデルを提案している。このモデルは以下のステップを含む。
- ステップ 1 : IF アセンブリの最初のステップでは、2 つの平行でずれていない中間径フィラメント ポリペプチド鎖が、 α ヘリカルロッド ドメインを介して二量体を形成します。これらの二量体はホモ二量体またはヘテロ二量体のいずれかになります。
- ステップ 2 : 二量体は横方向に結合して、反平行で不規則な四量体、または反平行で規則的な四量体を形成します。
- ステップ 3 : 二量体は、α ヘリカルロッドドメインの短い頭尾の重なりと縦方向に結合することもあります。
- ステップ4：これらの横方向と縦方向の結合によりプロトフィブリル（オクタマー）が形成され、最終的には10nmの中間径フィラメントが形成されます。[5]
ニューロフィラメントトリプレットタンパク質とα-インターネキシンの密接な関連性は明らかです。α-インターネキシンはニューロフィラメントトリプレットタンパク質と機能的に相互依存しています。[4]マウスにおいてNF-Mおよび/またはNF-Hを遺伝的に欠損させると、中枢神経系の軸索におけるα-インターネキシンの輸送と存在が劇的に減少します。これらの4つのタンパク質は機能的に類似しているだけでなく、代謝率も類似しています。[4]
機能と発現
神経芽細胞の初期発生において、α-インターネキシンおよびペリフェリンとともに発現します。ニューロンへの発生が進むにつれて、 α-インターネキシンの発現が減少するにつれて、ニューロフィラメントトリプレットタンパク質（NF-L：低分子量ニューロフィラメント、NF-M：中分子量ニューロフィラメント、NF-H：高分子ニューロフィラメント）は分子量が増加する順に発現します。[3]神経芽細胞の発生段階では、α-インターネキシンは神経管および神経堤由来の神経芽細胞に見られます
成体細胞では、α-インターネキシンは中枢神経系において、ニューロンの細胞質中に、ニューロフィラメントトリプレットタンパク質とともに豊富に発現している。これらはニューロフィラメントに対して比較的一定の化学量論比で発現している。[4]
α-インターネキシンは脳と中枢神経系のフィラメントで、ニューロンの発達に関与し、軸索の伸長に役割を果たしていると考えられてきました。ゼブラフィッシュとアフリカツメガエルのα-インターネキシンのホモログであるゲフィルチンとキセフィルチンは、それぞれ網膜の成長と視神経軸索の再生中に高度に発現しており、そのためα-インターネキシンと軸索の伸長が関連しているのではないかという推測を裏付けています。[1]この推測に基づき、両者の間のより強い橋渡しを開発するための研究が行われてきました。マウスを用いたノックアウト研究では、α-インターネキシンの阻害は神経系の発達に目に見える影響を及ぼさなかったことから、軸索の伸長はα-インターネキシンの影響を受けないことが示唆されましたが、ノックアウト研究ではタンパク質が引き起こす可能性のある微妙な違いを排除できませんでした。[4] α-インターネキシンは軸索の伸長に関連しているだけでなく、フィラメントとそのサブユニット構成の変化を通じて軸索の安定性や直径を調節している可能性があります。[1]また、インターネキシンは樹状突起棘の維持や形成に関与している可能性があります。[4] α-インターネキシンの機能については多くの示唆がありますが、現在のところこれらの推測を完全に支持または否定する具体的な証拠は存在しません。
疾患との関連性
α-インターネキシンは、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、レビー小体型認知症、パーキンソン病、神経障害、熱帯性痙性対麻痺（HTLV-1関連脊髄症）などのいくつかの変性疾患にも関与していることが示唆されています。HTLV-1脊髄症では、 HTLV-1によって発現されるトランス活性化因子であるTaxが細胞培養中のα-インターネキシンと相互作用し、Taxのトランス活性化と中間径フィラメントの形成が劇的に減少します
参照
参考文献
- ^ abcdef Levavasseur F, Zhu Q, JP Julien. 神経系の発達と軸索の放射状成長にはα-インターネキシンは必要ない. 分子脳研究. 69:104-112. (1999).
- ^ Lariviere, R. および JP Julien. 神経発達と疾患における中間径フィラメントの機能. Journal of Neurobiology. 58(1): 131-48. (2004).
- ^ abc カタログ番号 CPCA-a-Int: ニワトリα-インターネキシンポリクローナル抗体. EnCor Biotechnology Inc. 2011.
- ^ abcdef Duprey, P.とD. Paulin. マウス胚における中間径フィラメント遺伝子制御から何が学べるか？ International Journal of Developmental Biology. 39:443-457. (1995).
- ^ Ching GとR. Liem. ラットIV型ニューロン中間径フィラメントタンパク質の頭部ドメインのフィラメント形成における役割のドメイン交換キメラタンパク質を用いた解析. Journal of Cell Science. 112:2233-2240. (1999).
外部リンク
- インターネキシンαの相互作用
- 米国国立医学図書館医学件名標目表（MeSH）におけるα-インターネキシン