TNNI2

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ホモサピエンスにおけるタンパク質コード遺伝子

TNNI2
利用可能な構造
PDBオーソログ検索: PDBe RCSB
識別子
エイリアスTNNI2、AMCD2B、DA2B、FSSV、fsTnI、トロポニンI2、速骨格型、DA2B1
外部IDオミム: 191043 ; MGI : 105070 ;ホモロジーン: 37752 ;ジーンカード: TNNI2 ; OMA : TNNI2 - オルソログ
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RefSeq(タンパク質)

NP_001139301
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NP_033431

場所(UCSC)11番染色体: 1.84 – 1.84 Mb7章: 142 – 142 MB
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速骨格筋トロポニンIは、ヒトではTNNI2遺伝子によってコードされるタンパク質である[ 5 ] [ 6 ]

TNNI2遺伝子はヒト染色体ゲノムの11p15.5に位置し、速筋骨格筋トロポニンI(fsTnI)をコードしています。fsTnIは、最初のメチオニンを含む182個のアミノ酸からなる21.3 kDaのタンパク質で、電点(pI)は8.74です。速筋骨格筋線維におけるトロポニン複合体の抑制サブユニットです。 [ 7 ]

遺伝子進化

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図1: TnI-TnT遺伝子ペアの進化系統
図 2: アミノ酸配列のアラインメントから推定された脊椎動物 fsTnI アイソフォームの進化系統。

脊椎動物では、3つの相同遺伝子が進化しており、それぞれが筋型特異的なTnIアイソフォームをコードしている。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]配列解析、免疫学的距離、進化的に抑制された構造状態の解析から、TnI遺伝子はトロポニン複合体の別のサブユニットであるトロポニンT(TnT)をコードする遺伝子と密接に連鎖して進化してきたことが示された。[ 10 ]速筋TnI-速筋TnT遺伝子ペアは、元々のTnI遺伝子とTnT遺伝子を表している(図1)。3つの筋線維型特異的TnI-TnT遺伝子ペアは、TnI様祖先遺伝子に由来すると考えられ、この祖先遺伝子が複製されて、密接に連鎖した速筋TnI様遺伝子と速筋TnT様遺伝子ペアを形成したと考えられる。その後の重複により、低速TnI様遺伝子と心臓TnT様遺伝子のペアが出現し、これがさらに重複して、現在の低速TnI-心臓TnT遺伝子ペアと心臓TnI-低速TnT遺伝子ペアが誕生しました。一見すると複雑なssTnI遺伝子ペアとcTnI遺伝子ペアは、実際には機能的に関連しており、胎児心臓において共発現しトロポニン複合体を形成します。TnT遺伝子プロモーターのエンハンサー要素と上流のTnI遺伝子構造の重なりは、TnI遺伝子とTnT遺伝子ペアの密接な連鎖を維持する上で重要な要因であると考えられます[ 11 ]。

図 2 の系統樹は、脊椎動物種における fsTnI アイソフォームの進化系統をまとめたものです。

脊椎動物のTnIアイソフォームの系統解析により、筋タイプ特異的アイソフォームのそれぞれは、特定の種の3つのアイソフォームよりも種を超えてより保存されていることが実証され、筋線維タイプ特異的アイソフォームの機能が早期に分岐し、各筋線維タイプの機能が保存されていることが示唆されました。[ 12 ]

組織分布

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速骨格筋TnIは、骨格筋cDNAライブラリーから初めてクローニングされました。[ 13 ]一般的に、fsTnIは速筋骨格筋線維でのみ発現することが観察されています。最近の研究では、速骨格筋トロポニンのサブユニット(fsTnI、fsTnT、fsTnC)がマウスの血管、[ 14 ] 、膀胱、気管支の平滑筋細胞で有意なレベルで発現していることが報告されています。[ 15 ] fsTnIの発現は、ヒトの角膜上皮細胞[ 16 ]や軟骨などの非筋細胞でも確認されています[ 17 ] [ 18 ] 平滑筋細胞と非筋細胞で発現したfsTnIの機能は不明です。

タンパク質の構造と機能

[編集]
図 3: 筋肉の収縮と弛緩中にトロポニン複合体で起こる構造変化 (Vinogradova らが提案したモデルを修正)

ニワトリ速骨格筋トロポニン複合体中のfsTnIの結晶構造は、心筋トロポニン[ 20 ]と類似した全体構造を示した[ 19 ] 。fsTnIの阻害領域は骨格筋トロポニンでは明らかにされたが、心筋トロポニンの結晶構造では観察されなかった。この結晶構造に基づき、筋の活性化と弛緩におけるトロポニンの構造変化を示す模式図(図3)が提案された。

翻訳後修飾

[編集]

リン酸化: cTnIのSer 150に相当するfsTnIのSer 118は、AMPKのリン酸化基質として報告されている。[ 21 ] AMPKは細胞エネルギーの重要な調節因子であるため、この部位のリン酸化は骨格筋と心筋の両方でエネルギー欠乏時の適応メカニズムを提供する可能性がある。

S-グルタチオン化:fsTnIはげっ歯類の速筋骨格筋および運動後のヒトII型筋線維においてCys133でS-グルタチオン化され、収縮装置のCa2+感受性が上昇することが明らかになっ[ 22 ]

臨床的意義

[編集]

遠位関節拘縮症患者では、C末端アクチン-トロポミオシン相互作用ドメインにおけるミスセンス変異R174Q、ナンセンス変異R156X、および3つの単一残基欠失DE167、DK175、DK176が発見されている。[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]

骨格筋TnIは、骨格筋損傷の感度が高く速筋特異的な血清マーカーとして提案されている。[ 27 ] [ 28 ]速筋線維が損傷すると末梢血中のfsTnI濃度が上昇する。[ 28 ]

注記

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参考文献

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  1. ^ a b c ENSG00000288219 GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000130598, ENSG00000288219Ensembl、2017年5月
  2. ^ a b c GRCm38: Ensemblリリース89: ENSMUSG00000031097Ensembl、2017年5月
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  4. ^ 「マウスPubMedリファレンス:」米国国立医学図書館、国立生物工学情報センター
  5. ^ ティソ N、ランポルディ L、パラヴィチーニ A、ジンベッロ R、パンドルフォ D、ヴァッレ G、ランフランキ G、ダニエリ GA (1997 年 1 月)。 「5 つのヒト骨格筋遺伝子の詳細なマッピング: α-トロポミオシン、β-トロポミオシン、トロポニン I 遅筋、トロポニン I 速筋、およびトロポニン C 速筋」。生化学および生物物理学研究コミュニケーション230 (2): 347–50 .土井: 10.1006/bbrc.1996.5958hdl : 11577/2466889PMID 9016781 
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  10. ^ a b Chong SM, Jin JP (2009年5月). 「抑制されたエピトープ構造の検出によるタンパク質進化の調査」 . Journal of Molecular Evolution . 68 (5 ) : 448– 60. Bibcode : 2009JMolE..68..448C . doi : 10.1007/s00239-009-9202-0 . PMC 2752406. PMID 19365646 .  
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  12. ^ Jin JP, Chen A, Huang QQ (1998年7月). 「マウス骨格筋遅筋トロポニンTの3つの選択的スプライシングアイソフォーム:保存された一次構造と生後発達における制御された発現」. Gene . 214 ( 1– 2): 121– 9. doi : 10.1016/s0378-1119(98)00214-5 . PMID 9651500 . 
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  18. ^ Li Q, Shen PY, Wu G, Chen XZ (2003年1月). 「ポリシスチン-2は血管新生阻害剤トロポニンIと相互作用する」.生化学. 42 (2): 450–7 . doi : 10.1021/bi0267792 . PMID 12525172 . 
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  27. ^ Simpson JA, Labugger R, Collier C, Brison RJ, Iscoe S, Van Eyk JE (2005年6月). 「様々な骨格筋疾患患者血清中の速筋トロポニンIおよび遅筋トロポニンI:パイロットスタディ」 . Clinical Chemistry . 51 (6): 966–72 . doi : 10.1373/clinchem.2004.042671 . PMID 15833785 . 
  28. ^ a b Chapman DW, Simpson JA, Iscoe S, Robins T, Nosaka K (2013年1月). 「最大遠心性収縮後の血清中速筋トロポニンIおよび遅筋トロポニンI濃度の変化」 . Journal of Science and Medicine in Sport . 16 (1): 82–5 . doi : 10.1016/j.jsams.2012.05.006 . PMID 22795680 . 

さらに読む

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TNNI2

Protein-coding gene in the species Homo sapiens

TNNI2
利用可能な構造
PDBオーソログ検索: PDBe RCSB
識別子
エイリアスTNNI2、AMCD2B、DA2B、FSSV、fsTnI、トロポニンI2、速骨格型、DA2B1
外部IDオミム:191043; MGI : 105070;ホモロジーン: 37752;ジーンカード:TNNI2; OMA :TNNI2 - オルソログ
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人間ねずみ
エントレズ
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ユニプロット
RefSeq (mRNA)

NM_003282
NM_001145829
NM_001145841

NM_009405

RefSeq(タンパク質)

NP_001139301
NP_001139313
NP_003273

NP_033431

場所(UCSC)11番染色体: 1.84 – 1.84 Mb7章: 142 – 142 MB
PubMed検索[3][4]
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速骨格筋トロポニンIは、ヒトではTNNI2遺伝子によってコードされるタンパク質である[5] [6]

TNNI2遺伝子はヒト染色体ゲノムの11p15.5に位置し、速筋骨格筋トロポニンI(fsTnI)をコードしています。fsTnIは、最初のメチオニンを含む182個のアミノ酸からなる21.3 kDaのタンパク質で、電点(pI)は8.74です。速筋骨格筋線維におけるトロポニン複合体の抑制サブユニットです。 [7]

遺伝子進化

図1: TnI-TnT遺伝子ペアの進化系統
図 2: アミノ酸配列のアラインメントから推定された脊椎動物 fsTnI アイソフォームの進化系統。

脊椎動物には3つの相同遺伝子が進化しており、それぞれが筋型特異的なTnIアイソフォームをコードしている。[8] [9] [10]配列解析、免疫学的距離、そして進化的に抑制された構造状態の解析から、TnI遺伝子はトロポニン複合体の別のサブユニットであるトロポニンT(TnT)をコードする遺伝子と密接に連鎖して進化してきたことが示された。[10]高速TnI-高速TnT遺伝子ペアは、元々のTnI遺伝子とTnT遺伝子を表している(図1)。3つの筋線維型特異的TnI-TnT遺伝子ペアは、TnI様祖先遺伝子から派生したものと考えられ、この祖先遺伝子が複製されて、密接に連鎖した高速TnI様遺伝子と高速TnT様遺伝子ペアを形成したと考えられる。その後の重複により、低速TnI様遺伝子と心臓TnT様遺伝子のペアが出現し、これがさらに重複して、現在の低速TnI-心臓TnT遺伝子ペアと心臓TnI-低速TnT遺伝子ペアが誕生しました。一見すると複雑な構造のssTnI遺伝子ペアとcTnI遺伝子ペアは、実際には機能的に関連しており、胎児心臓において共発現しトロポニン複合体を形成します。TnT遺伝子プロモーターのエンハンサー要素と上流のTnI遺伝子構造の重なりは、TnI遺伝子ペアとTnT遺伝子ペアの密接な連鎖を維持する上で重要な要因であると考えられます[11]。

図 2 の系統樹は、脊椎動物種における fsTnI アイソフォームの進化系統をまとめたものです。

脊椎動物のTnIアイソフォームの系統解析により、筋肉タイプ特異的なアイソフォームは、特定の種内の3つのアイソフォームよりも種間でより保存されていることが実証され、筋線維タイプ特異的なアイソフォームの機能が早期に分岐しただけでなく、各筋線維タイプの機能が保存されていることが示唆されました。[12]

組織分布

速骨格筋TnIは、骨格筋cDNAライブラリーから初めてクローニングされました。[13]一般的に、速筋TnIは速筋骨格筋線維にのみ発現することが観察されています。最近の研究では、速骨格筋トロポニンのサブユニット(fsTnI、fsTnT、fsTnC)がマウスの血管、[14] 、膀胱、気管支の平滑筋細胞で有意なレベルで発現していることが報告されています。[15] fsTnIの発現は、ヒトの角膜上皮細胞[16]や軟骨などの非筋細胞でも確認されています。 [17] [18] 平滑筋細胞および非筋細胞で発現するfsTnIの機能は不明です。

タンパク質の構造と機能

図 3: 筋肉の収縮と弛緩中にトロポニン複合体で起こる構造変化 (Vinogradova らが提案したモデルを修正)

ニワトリ速骨格筋トロポニン複合体中のfsTnIの結晶構造は、心筋トロポニン[20]と類似した全体構造を示した[19] 。fsTnIの阻害領域は骨格筋トロポニンでは解明されたが、心筋トロポニンの結晶構造では観察されなかった。この結晶構造に基づき、筋の活性化と弛緩におけるトロポニンの構造変化を示す模式図(図3)が提案された。

翻訳後修飾

リン酸化: cTnIのSer 150に相当するfsTnIのSer 118は、AMPKのリン酸化基質として報告されている。[21] AMPKは細胞エネルギーの重要な調節因子であるため、この部位のリン酸化は骨格筋と心筋の両方でエネルギー欠乏時の適応メカニズムを提供する可能性がある。

S-グルタチオン化:fsTnIはげっ歯類の速筋骨格筋および運動後のヒトII型筋線維においてCys133でS-グルタチオン化され、収縮装置のCa2+感受性が上昇することが判明した[ 22]

臨床的意義

遠位関節拘縮症患者では、C末端アクチン-トロポミオシン相互作用ドメインにおけるミスセンス変異R174Q、ナンセンス変異R156X、および3つの単一残基欠失DE167、DK175、DK176が発見されている。[23] [24] [25] [26]

骨格筋TnIは、骨格筋損傷の感度が高く速筋特異的な血清マーカーとして提案されている。[27] [28]速筋線維が損傷すると末梢血中のfsTnI濃度が上昇する。[28]

注記

参考文献

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  2. ^ abc GRCm38: Ensemblリリース89: ENSMUSG00000031097 – Ensembl、2017年5月
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さらに読む

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