オトペトリンファミリー
オトペトリン
ゼブラフィッシュOtop1二量体構造の漫画モデルと棒モデルの上面図。[ 1 ] PDB : 6NF4
識別子
シンボルオトペトリン
ファムPF03189
インタープロIPR004878
TCDB1.A.110
OPMスーパーファミリー545
OPMタンパク質6o84
利用可能なタンパク質構造:
PDB  6NF4 , 6NF6 IPR004878 PF03189 ( ECOD ; PDBsum )  
アルファフォールド

オトペトリンファミリーは、前庭系における重要な役割に基づいて最初に同定されたタンパク質群であり、[ 2 ]その後、味覚受容細胞を含む多くの異なる組織で発現するプロトン選択性イオンチャネルを形成することが示されました。 [ 3 ]これらは、内耳の耳石の形成における役割に関連して、耳を意味するギリシャ語の「o̱tós」と岩を意味する「pétrā」にちなんで命名されました。

オトペトリン-1（OTOP1）の構造は、12の膜貫通ドメインと、3つの保存されたサブドメイン（OD-1からOD-III）を含むと予測されていました。[ 4 ]最近、OTOP1とOTOP3の構造がCryoEMによって解明され、タンパク質が二量体として組み立てられることが示されました。[ 1 ] [ 5 ]最初の6つの膜貫通ドメイン（N末端ドメイン）と次の6つの膜貫通ドメイン（C末端）は構造的に類似しており、組み立てられたチャネルは擬似四量体化学量論を採用します。解明された構造ではイオンの透過経路は明らかではありませんが、中央の空洞は脂質で満たされていることが示されています。分子動力学シミュレーションは、プロトンがN末端ドメイン、C末端ドメイン、または2つのドメインのインターフェースを介してチャネルを透過することを示しました。[ 1 ]

オトペトリンは当初、カルシウム恒常性と細胞外ATPに反応してカルシウムの流入を調節すると考えられていましたが[ 6 ]、その後、プロトン選択性イオンチャネルを形成することが示されました。[ 3 ]

オトペトリン1（OTOP1）は、内耳における耳石（耳石）の正常な形成に必須です。耳石は、内耳の感覚上皮を覆うゼラチン状の膜に埋め込まれた微小な生体鉱物粒子です。重力と加速度により、耳石は感覚毛細胞のステレオシリアを偏向させます。耳石は、空間の定位と加速度に関する情報の処理に必須です。 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

OTOP1は2018年にマウスの酸味受容体の候補として同定され[ 3 ]、その後の研究で酸味受容体としての機能が確認されました。[ 9 ] [ 10 ]酸味受容体として機能するにもかかわらず、OTOP1はマウスが酸味に反応して回避するために必須ではありません。

多くの鳥類は哺乳類とは異なるバージョンのOTOP1を持っており、これが酸っぱい果物やベリー類に対する耐性の増加と関連していると考えられています。[ 11 ]

参考文献

  1. ^ a b c Saotome K, Teng B, Tsui CCA, Lee WH, Tu YH, Kaplan JP, Sansom MSP, Liman ER, Ward AB (2019年6月). 「オトペトリンプロトンチャネルOtop1とOtop3の構造」 Nat Struct Mol Biol . 26 (6): 518– 525. doi : 10.1038/s41594-019-0235-9 . PMC  6564688. PMID  31160780 .
  2. ^ Hurle B, Ignatova E, Massironi SM, Mashimo T, Rios X, Thalmann I, Thalmann R, Ornitz DM (2003年4月). 「オトペトリン1の変異によって引き起こされる、傾斜型/メルグルハドール型マウスにおける耳石無形成症を伴う非症候群性前庭障害」Hum Mol Genet . 12 ( 7): 777– 789. doi : 10.1093/hmg/ddg087 . PMID 12651873 . 
  3. ^ a b c Tu YH, Cooper AJ, Teng B, Chang RB, Artiga DJ, Turner HN, Mulhall EM, Ye W, Smith AD, Liman ER (2018年3月). 「進化的に保存された遺伝子ファミリーがプロトン選択性イオンチャネルをコードする」 . Science . 359 ( 6379): 1047– 1050. Bibcode : 2018Sci...359.1047T . doi : 10.1126/science.aao3264 . PMC 5845439. PMID 29371428 .  
  4. ^ Hughes I, Binkley J, Hurle B, Green ED, Sidow A, Ornitz DM (2008年2月). 「脊椎動物のオトペトリンおよび無脊椎動物のオトペトリン様ファミリーメンバーにおける保存ドメイン、オトペトリンドメインの同定」 . BMC Evolutionary Biology . 8 (1) 41. Bibcode : 2008BMCEE...8...41H . doi : 10.1186/1471-2148-8-41 . PMC 2268672. PMID 18254951 .  
  5. ^ Chen Q, Zeng W, She J, Bai XC, Jiang Y (2019年4月). 「オトペトリンファミリープロトンチャネルの構造と機能特性」 . eLife . 8 e46710. doi : 10.7554/eLife.46710 . PMC 6483595. PMID 30973323 .  
  6. ^ a b Hughes I, Saito M, Schlesinger PH, Ornitz DM (2007年7月). 「プリン作動性ヌクレオチドによるオトペトリン1の活性化は細胞内カルシウムを制御する」 . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 104 (29): 12023–8 . Bibcode : 2007PNAS..10412023H . doi : 10.1073/pnas.0705182104 . PMC 1924595. PMID 17606897 .  
  7. ^ Söllner C, Schwarz H, Geisler R, Nicolson T (2004年12月). 「変異オトペトリン1はゼブラフィッシュの耳石の発生とStarmakerの局在に影響を与える」. Development Genes and Evolution . 214 (12): 582–90 . doi : 10.1007 / s00427-004-0440-2 . PMID 15480759. S2CID 1581286 .  
  8. ^ Hughes I, Blasiole B, Huss D, Warchol ME, Rath NP, Hurle B, Ignatova E, Dickman JD, Thalmann R, Levenson R, Ornitz DM (2004年12月). 「ゼブラフィッシュDanio rerioにおける耳石形成にはオトペトリン1が必要である」 . Developmental Biology . 276 (2): 391– 402. doi : 10.1016/j.ydbio.2004.09.001 . PMC 2522322. PMID 15581873 .  
  9. ^ Teng B, Wilson CE, Tu YH, Joshi NR, Kinnamon SC, Liman ER (2019年11月). 「酸味刺激に対する細胞および神経応答にはプロトンチャネルOtop1が必要である」 . Current Biology . 29 (21): 3647– 3656. Bibcode : 2019CBio...29E3647T . doi : 10.1016/j.cub.2019.08.077 . PMC 7299528. PMID 31543453 .  
  10. ^ Zhang J, Jin H, Zhang W, Ding C, O Keeffe S, Ye M, Zuker CS (2019年10月). 「舌から脳への酸味の感知」 . Cell . 179 (2): 392– 402. doi : 10.1016/j.cell.2019.08.031 . PMID 31543264 . 
  11. ^ Zhang H、Luo L、Liang Q、Tian L、Shao Y、Zhang X、Cao K、Luo A、Wang C、Kamau PM、Wu DD、Baldwin MW、Lai R. 鳥類の酸味耐性の分子進化。科学。 2025 年 6 月 19 日;388(6753):1330-1336。土井： 10.1126/science.adr7946 PMID 40536960 

さらに読む

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