アンキリン

ANK1, erythrocytic
アンキリンRの膜結合ドメイン断片のリボン図 [1]
識別子
略号 ANK1
他の略号 AnkyrinR, Band2.1
Entrez（英語版） 286
HUGO 492
OMIM 182900
PDB 1N11 (RCSB PDB PDBe PDBj)
RefSeq NM_000037
UniProt P16157
他のデータ
遺伝子座 Chr. 8 p21.1-11.2
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Ankyrin repeat
識別子
略号 Ank
Pfam PF00023
InterPro IPR002110
SMART SM00248
PROSITE PDOC50088
SCOP 1awc
SUPERFAMILY 1awc
利用可能な蛋白質構造:
Pfam structures
PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum structure summary
テンプレートを表示
ANK2, neuronal
識別子
略号 ANK2
他の略号 AnkyrinB
Entrez（英語版） 287
HUGO 493
OMIM 106410
RefSeq NM_001148
UniProt Q01484
他のデータ
遺伝子座 Chr. 4 q25-q27
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ANK3, node of Ranvier
識別子
略号 ANK3
他の略号 AnkyrinG
Entrez（英語版） 288
HUGO 494
OMIM 600465
RefSeq NM_020987
UniProt Q12955
他のデータ
遺伝子座 Chr. 10 q21
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アンキリン（英: ankyrin）は、スペクトリンとアクチンからなる膜細胞骨格ネットワークに対して、内在性膜タンパク質の接着を媒介するタンパク質ファミリーである[2]。この連結は細胞膜の完全性の維持や、特定のイオンチャネルやイオン輸送体を細胞膜中に固定するために必要である。アンキリンにはスペクトリンのβサブユニットに対する結合部位のほか、少なくとも12種類の内在性膜タンパク質ファミリーに対する結合部位が存在する。アンキリンという名称は、錨（anchor）を意味するギリシア語ἄγκυρα（ankyra）に由来する。

構造

アンキリンは、24個のタンデムなアンキリンリピート（英語版）を含むN末端ドメイン、スペクトリンに結合するセントラルドメイン、アポトーシス関連タンパク質と結合するデスドメイン、そしてアンキリンタンパク質の間で高度な多様性がみられるC末端の調節ドメイン、という4つの機能的ドメインを持つ[2]。

膜タンパク質の認識

24個のタンデムなアンキリンリピートは、広範囲の膜タンパク質の認識を担う。24個のリピートのうち、リピート1から14には構造的に異なる3つの結合部位が含まれている。これらの結合部位は互いにquasi-independentであり、複数の部位が組み合わせて利用されることもある。Quasi-independenceとは、特定の結合部位が利用されなくても、全体的な結合に大きな影響を与えないことを意味する。結合部位で膜タンパク質との結合に利用される相互作用は非特異的であり、水素結合、疎水性相互作用、静電的相互作用が利用される。こうした非特異的な相互作用により、アンキリンは広範囲のタンパク質を認識することができる。結合する配列は保存されている必要はなく、アミノ酸の特性だけが保存されていればよい。こうした特性によって、アンキリンが認識できるタンパク質のレパートリーは増大する。

サブタイプ

哺乳類ではアンキリンは3つの遺伝子（ANK1（英語版）、ANK2（英語版）、ANK3（英語版））によってコードされる。各遺伝子からは選択的スプライシングによって複数のタンパク質が産生される。

ANK1

ANK1遺伝子はアンキリンR（ankyrinR）タンパク質をコードする。アンキリンRはヒトの赤血球で最初に特徴づけられ、赤血球アンキリン（erythrocyte ankyrin）またはバンド2.1（band2.1）とも呼ばれる[3]。アンキリンRは赤血球に対して血液循環のずり応力への抵抗性を与える。アンキリンRが減少または欠損すると、遺伝性球状赤血球症と呼ばれる溶血性貧血の一種を発症する[4]。赤血球では、アンキリンRは膜骨格とCl−/HCO3−アニオン交換輸送体（英語版）を連結している[5]。

また、ANK1は膜受容体CD44をIP3受容体と細胞骨格へ連結する[6]。

ANK1はKAHRP（英語版）と相互作用することも示唆されている[7]。

ANK2とANK3

左: パルミトイル化（赤）によるアンキリンGの細胞膜への固定の模式図。右: パルミトイル化残基が黄色で示されている。

ANK2遺伝子[8]の産物であるアンキリンB（ankyrinB）タンパク質は脳と筋肉で同定され、ANK3遺伝子[9]の産物であるアンキリンG（ankyrinG）タンパク質は上皮細胞と神経細胞で同定された。アンキリンBとアンキリンGは、Na+/K+ ATPase、電位依存性Na+チャネル、Na+/Ca2+交換輸送体（英語版）など、多くのタンパク質の極性分布に必要である。また、大規模な遺伝的解析により、ANK3が双極性障害に関与している可能性が示されている[10][11]。

出典

  1. ^ PDB: 1N11​; “Crystal structure of a 12 ANK repeat stack from human ankyrinR”. The EMBO Journal 21 (23): 6387–96. (December 2002). doi:10.1093/emboj/cdf651. PMC 136955. PMID 12456646. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC136955/. 
  2. ^ a b “Spectrin and ankyrin-based pathways: metazoan inventions for integrating cells into tissues”. Physiological Reviews 81 (3): 1353–92. (July 2001). doi:10.1152/physrev.2001.81.3.1353. PMID 11427698. http://physrev.physiology.org/cgi/content/abstract/81/3/1353. 
  3. ^ “Identification and partial purification of ankyrin, the high affinity membrane attachment site for human erythrocyte spectrin”. The Journal of Biological Chemistry 254 (7): 2533–41. (April 1979). doi:10.1016/S0021-9258(17)30254-5. PMID 372182. http://www.jbc.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=372182. 
  4. ^ “Hereditary spherocytosis associated with deletion of human erythrocyte ankyrin gene on chromosome 8”. Nature 345 (6277): 736–9. (June 1990). Bibcode: 1990Natur.345..736L. doi:10.1038/345736a0. PMID 2141669. 
  5. ^ “The membrane attachment protein for spectrin is associated with band 3 in human erythrocyte membranes”. Nature 280 (5722): 468–73. (August 1979). Bibcode: 1979Natur.280..468B. doi:10.1038/280468a0. PMID 379653. 
  6. ^ “CD44 interaction with ankyrin and IP3 receptor in lipid rafts promotes hyaluronan-mediated Ca2+ signaling leading to nitric oxide production and endothelial cell adhesion and proliferation”. Experimental Cell Research 295 (1): 102–18. (April 2004). doi:10.1016/j.yexcr.2003.12.025. PMID 15051494. 
  7. ^ “Interaction of Plasmodium falciparum knob-associated histidine-rich protein (KAHRP) with erythrocyte ankyrin R is required for its attachment to the erythrocyte membrane”. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes 1838 (1 Pt B): 185–92. (January 2014). doi:10.1016/j.bbamem.2013.09.014. PMC 4403245. PMID 24090929. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4403245/. 
  8. ^ “Mapping of a gene for long QT syndrome to chromosome 4q25-27”. American Journal of Human Genetics 57 (5): 1114–22. (November 1995). PMC 1801360. PMID 7485162. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1801360/. 
  9. ^ “Chromosomal localization of the ankyrinG gene (ANK3/Ank3) to human 10q21 and mouse 10”. Genomics 27 (1): 189–91. (May 1995). doi:10.1006/geno.1995.1023. PMID 7665168. 
  10. ^ “Collaborative genome-wide association analysis supports a role for ANK3 and CACNA1C in bipolar disorder”. Nature Genetics 40 (9): 1056–8. (September 2008). doi:10.1038/ng.209. PMC 2703780. PMID 18711365. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2703780/. 
  11. ^ “Channeling Mental Illness: GWAS Links Ion Channels, Bipolar Disorder”. Schizophrenia Research Forum: News. schizophreniaforum.org (2008年8月19日). 2010年12月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年8月21日閲覧。

関連項目

  • DARPin（英語版）（designed ankyrin repeat protein）- アンキリンリピートの構造に基づいて設計された抗体模倣分子

外部リンク

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