プレクチン

PLEC
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1MB8, 2ODU, 2ODV, 3F7P, 3PDY, 3PE0, 4GDO, 4Q58, 4Q59, 2N03, 5J1H, 5J1G, 5J1I

識別子
記号PLEC, EBS1, EBSMD, EBSND, EBSO, EBSOG, EBSPA, HD1, LGMD2Q, PCN, PLEC1, PLEC1b, PLTN, plectin, LGMDR17, EBS5D, EBS5C, EBS5B, EBS5A
外部IDOMIM: 601282 MGI: 1277961 HomoloGene: 384 GeneCards: PLEC
遺伝子の位置 (ヒト)
8番染色体 (ヒト)
染色体8番染色体 (ヒト)[1]
8番染色体 (ヒト)
PLEC遺伝子の位置
PLEC遺伝子の位置
バンドデータ無し開始点143,915,153 bp[1]
終点143,976,734 bp[1]
遺伝子の位置 (マウス)
15番染色体 (マウス)
染色体15番染色体 (マウス)[2]
15番染色体 (マウス)
PLEC遺伝子の位置
PLEC遺伝子の位置
バンドデータ無し開始点76,055,174 bp[2]
終点76,116,774 bp[2]
遺伝子オントロジー
分子機能• 血漿タンパク結合
• ankyrin binding
• actin binding
• structural constituent of muscle
• RNA結合
• cytoskeletal protein binding
• cadherin binding
• 構造分子活性
• structural constituent of cytoskeleton
細胞の構成要素• 焦点接着
• 細胞膜
• 半接着斑
• 細胞結合
• 刷子縁
• 筋形質
• contractile fiber
• 筋鞘
• コスタメア
• intermediate filament cytoskeleton
• エキソソーム
• 細胞骨格
• 細胞外マトリックス
• 細胞質
• 細胞質基質
• 中間径フィラメント
• 膜
• perinuclear region of cytoplasm
生物学的プロセス• hemidesmosome assembly
• cytoskeleton organization
• 傷の治癒
• intermediate filament cytoskeleton organization
出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
種ヒトマウス
Entrez

5339

18810

Ensembl

ENSG00000178209

ENSMUSG00000022565

UniProt

Q15149,E9PMV1

Q9QXS1

RefSeq
(mRNA)
NM_000445
NM_201378
NM_201379
NM_201380
NM_201381

NM_201382
NM_201383
NM_201384

NM_001163540
NM_001163542
NM_001163549
NM_001164203
NM_011117

NM_201385
NM_201386
NM_201387
NM_201388
NM_201389
NM_201390
NM_201391
NM_201392
NM_201393
NM_201394

RefSeq
(タンパク質)
NP_000436
NP_958780
NP_958781
NP_958782
NP_958783

NP_958784
NP_958785
NP_958786

NP_001157012
NP_001157014
NP_001157021
NP_001157675
NP_035247

NP_958787
NP_958788
NP_958789
NP_958790
NP_958791
NP_958792
NP_958793
NP_958794
NP_958795
NP_958796

場所
(UCSC)		Chr 8: 143.92 – 143.98 MbChr 8: 76.06 – 76.12 Mb
PubMed検索[3][4]
ウィキデータ
閲覧/編集 ヒト閲覧/編集 マウス

プレクチン（英: plectin）は、ほぼすべての哺乳類の細胞に見つかる巨大なタンパク質で、細胞骨格の3つの主要な構成要素であるアクチンマイクロフィラメント、微小管、中間径フィラメントの間の連結部として機能する[5]。加えてプレクチンは、異なる細胞を構造的に連結している細胞膜のジャンクションと細胞骨格とを結合する。これらの異なるネットワークを結び付けることによって、プレクチンは組織の機械的完全性や粘弾性の維持に重要な役割を果たす[6]。

構造

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プレクチンはいくつかの選択的スプライシングを受けたアイソフォームで細胞内に存在し、そのすべてが約500 kDaで4000以上のアミノ酸からなる[7]。プレクチンは中央部のαヘリックスからなるコイルドコイルの両端にそれぞれ巨大な球状ドメインが連結された構造をしており、二量体を形成していると考えられている。これらの球状ドメインはプレクチンとさまざまな細胞骨格の標的との連結を担う。C末端側のドメインは6つの相同なリピート領域からなる。このドメインの5番目と6番目のサブドメインが、サイトケラチンやビメンチンといった中間径フィラメントを結合することが知られている。反対側のN末端ドメインには、アクチンへの結合を担う領域が存在する[8]。2004年には、このアクチン結合ドメインの正確な結晶構造がマウスで決定され、2つのカルポニン（英語版）相同ドメインから構成されることが示された[9]。プレクチンはほぼすべての哺乳類の組織で発現している。心筋と骨格筋では、プレクチンはZ膜（Z線）として知られる部分に局在している[10]。プレクチンは、ビンキュリン、デスミン[11]、アクチン[6][12]、フォドリン（英語版）[6][12]、微小管結合タンパク質[6][12]、核ラミンB[6][12]、スペクトリンαI[13][14]、ビメンチン[13][14][15]、インテグリンβ4[6][12]などと結合する。

機能

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プレクチンのノックアウトマウスを用いた研究によって、プレクチンの機能にが明らかにされた。マウスは出生後2–3日で死亡し、角化細胞の変性を含む皮膚の顕著な異常がみられた。また、骨格筋と心筋も大きな影響を受けていた。心筋の介在板は崩壊しサルコメア（英語版）は不定形となり、異常な孤立した筋原線維の束やZ膜構成要素の細胞内蓄積も観察された。筋細胞でのビンキュリンの発現は大きくダウンレギュレーションされていた[16]。金コロイドによる免疫電子顕微鏡像、イムノブロッティング、免疫蛍光染色（英語版）実験によって、プレクチンは細胞骨格の3つの主要構成要素の全てと結合していることが判明した。筋肉ではプレクチンはZ膜の周縁部に結合し[11]、中間径フィラメントタンパク質デスミンとともに、隣接するZ膜との横方向の連結を形成している可能性がある。このプレクチンとデスミンとの相互作用は、Z膜周辺とサルコメアの残りの部分の双方において、筋原線維とミトコンドリアとの密接な結合も促進しているようである[17]。またプレクチンは、デスモソームやヘミデスモソームといった、細胞間の中間径フィラメントネットワークを連結している細胞間ジャンクションと細胞骨格との連結にも機能している。プレクチンはデスモソームに局在することが示されており、in vitroでの研究では、デスモソームタンパク質デスモプラキンと中間径フィラメントとの間のブリッジを形成することが示されている[18]。ヘミデスモソームでは、プレクチンはhemidesmosome plaqueのインテグリンβ4サブユニットと相互作用し、中間径フィラメントのサイトケラチンをジャンクションへ連結させるクランプのように機能する[19]。

臨床的意義

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プレクチンをコードする遺伝子PLECの変異は、筋ジストロフィー合併型単純型表皮水疱症（英語版）（epidermolysis bullosa simplex with muscular dystrophy）と関連している。近年、PLECのミスセンス変異が一部の人々の心房細動の原因となることが提唱されている[20]。筋ジストロフィー合併型単純型表紙水疱症を伴う孤立性左室心筋緻密化障害（isolated left ventricular non-compaction accompanying epidermolysis bullosa simplex with muscular dystrophy）についても指摘がなされている[21]。またプレクチンは、すい臓がんのバイオマーカーとなることが提唱されている[22][23]。プレクチンは通常は細胞質に存在するタンパク質であるが、膵管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma）では細胞膜に発現しており、そのためがん細胞の標的化に利用できる可能性がある[22]。

出典

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  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000178209 - Ensembl, May 2017
  2. ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000022565 - Ensembl, May 2017
  3. ^ Human PubMed Reference:
  4. ^ Mouse PubMed Reference:
  5. ^ “Plectin sidearms mediate interaction of intermediate filaments with microtubules and other components of the cytoskeleton”. The Journal of Cell Biology 135 (4): 991–1007. (Nov 1996). doi:10.1083/jcb.135.4.991. PMC 2133373. PMID 8922382. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2133373/. 
  6. ^ a b c d e f “Role of plectin in cytoskeleton organization and dynamics” (abstract). Journal of Cell Science 111 (17): 2477–86. (Sep 1998). PMID 9701547. http://jcs.biologists.org/cgi/content/abstract/111/17/2477. 
  7. ^ Zong, N. C.; Li, H; Li, H; Lam, M. P.; Jimenez, R. C.; Kim, C. S.; Deng, N; Kim, A. K. et al. (2013). “Integration of cardiac proteome biology and medicine by a specialized knowledgebase”. Circulation Research 113 (9): 1043–53. doi:10.1161/CIRCRESAHA.113.301151. PMC 4076475. PMID 23965338. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4076475/. 
  8. ^ “The many faces of plectin and plectinopathies: pathology and mechanisms”. Acta Neuropathologica 125 (1): 77–93. (Jan 2013). doi:10.1007/s00401-012-1026-0. PMID 22864774. 
  9. ^ “Actin-binding domain of mouse plectin. Crystal structure and binding to vimentin”. European Journal of Biochemistry / FEBS 271 (10): 1873–84. (May 2004). doi:10.1111/j.1432-1033.2004.04095.x. PMID 15128297. 
  10. ^ “Morphological integrity of single adult cardiac myocytes isolated by collagenase treatment: immunolocalization of tubulin, microtubule-associated proteins 1 and 2, plectin, vimentin, and vinculin”. European Journal of Cell Biology 38 (1): 113–22. (Jul 1985). PMID 2992982. 
  11. ^ a b “Plectin is a linker of intermediate filaments to Z-discs in skeletal muscle fibers”. Journal of Cell Science 112 (6): 867–76. (Mar 1999). PMID 10036236. 
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  14. ^ a b “Cutting edge: integration of human T lymphocyte cytoskeleton by the cytolinker plectin”. Journal of Immunology 167 (2): 641–5. (Jul 2001). doi:10.4049/jimmunol.167.2.641. PMID 11441066. 
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  19. ^ “Plakins in development and disease”. Experimental Cell Research 313 (10): 2189–203. (Jun 2007). doi:10.1016/j.yexcr.2007.03.039. PMID 17499243. 
  20. ^ Thorolfsdottir, Rosa B.; Sveinbjornsson, Gardar; Sulem, Patrick; Helgadottir, Anna; Gretarsdottir, Solveig; Benonisdottir, Stefania; Magnusdottir, Audur; Davidsson, Olafur B. et al. (2017). “A Missense Variant in PLEC Increases Risk of Atrial Fibrillation”. Journal of the American College of Cardiology 70 (17): 2157–2168. doi:10.1016/j.jacc.2017.09.005. PMC 5704994. PMID 29050564. http://www.onlinejacc.org/content/70/17/2157?ijkey=35203da841ca8cbeedd53c4ab568c77de0d780fb&keytype2=tf_ipsecsha. 
  21. ^ “Left ventricular non-compaction cardiomyopathy associated with epidermolysis bullosa simplex with muscular dystrophy and PLEC1 mutation”. Neuromuscular Disorders 25 (2): 165–8. (Feb 2015). doi:10.1016/j.nmd.2014.09.011. PMID 25454730. 
  22. ^ a b “Targeted nanoparticles for imaging incipient pancreatic ductal adenocarcinoma”. PLoS Medicine 5 (4): e85. (Apr 2008). doi:10.1371/journal.pmed.0050085. PMC 2292750. PMID 18416599. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2292750/. 
  23. ^ “Plectin-1 as a novel biomarker for pancreatic cancer”. Clinical Cancer Research 17 (2): 302–9. (Jan 2011). doi:10.1158/1078-0432.CCR-10-0999. PMC 3044444. PMID 21098698. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3044444/. 

関連文献

[編集]

外部リンク

[編集]
  1. ^ “Integration of cardiac proteome biology and medicine by a specialized knowledgebase”. Circulation Research 113 (9): 1043–1053. (Oct 2013). doi:10.1161/CIRCRESAHA.113.301151. PMC 4076475. PMID 23965338. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4076475/.