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プレキシンは、1回膜貫通型のタイプI型膜分子であり、アフリカツメガエルの視覚系組織に対するモノクローナル抗体B2の抗原として同定された。発見当初、相同分子間接着活性を持つ分子として見出され、その後、主に軸索誘導(ガイド)分子セマフォリン(semaphorin)の受容体としても機能することが明らかになっている。脊椎動物では9種類の分子からなる分子ファミリーを構成し、そのアミノ酸配列の類似性から4つのサブファミリ(A、B、C、D)に分類されている。培養系や生体内での解析により、神経回路形成期において、神経細胞移動、軸索誘導、軸索剪定、樹状突起形成、スパイン形成の制御など様々な現象に関与することが明らかになっている。また、神経系以外では、免疫系、骨形成、血管形成など生体内の多様な局面で機能する。
{{box|text= プレキシンは、1回膜貫通型のタイプI型膜分子であり、アフリカツメガエルの視覚系組織に対するモノクローナル抗体B2の抗原として同定された。発見当初、相同分子間接着活性を持つ分子として見出され、その後、主に軸索誘導(ガイド)分子セマフォリン(semaphorin)の受容体としても機能することが明らかになっている。脊椎動物では9種類の分子からなる分子ファミリーを構成し、そのアミノ酸配列の類似性から4つのサブファミリ(A、B、C、D)に分類されている。培養系や生体内での解析により、神経回路形成期において、神経細胞移動、軸索誘導、軸索剪定、樹状突起形成、スパイン形成の制御など様々な現象に関与することが明らかになっている。また、神経系以外では、免疫系、骨形成、血管形成など生体内の多様な局面で機能する。}}
 
==プレキシンとは==
(抄録とは別にイントロをお願い致します。)


== 構造 ==
== 構造 ==
プレキシン分子は1回膜貫通型のタイプI型膜分子であり、アミノ末端よりシグナル配列、sema-domain、3つのMRS(またはPSI-domain)、6つ、あるいは4つのIPT-domain、膜貫通部位、細胞内領域を有する。sema-domainは相互作用分子であるセマフォリン(semaphorin)と類似した構造であり、HGF受容体のc-Metの細胞外領域にも存在する。 MRS (c-Met-related sequence)は、プレキシンとc-Metならびにc-Met-like kinaseと類似した配列として見出された配列で、基本的に8つのCystein残基を含む約50アミノ酸残基からなる配列である。この配列はplexin, semaphorin, integrin(β-integrin)にて認められることから、それぞれの分子の頭文字をとってPSI-domainとも呼ばれている。IPT-domainは、immunoglobulin (Ig)様構造をとると予測されている部位で、nuclear factor of transcription factors (NFAT) ファミリーにも存在することより、IPT (immunoblobulin-like fold shared by plexins and transcription factors)と名付けられている。また、細胞外領域には糖鎖の結合が予測されるN-linked glycosylation部位も複数存在し、糖鎖修飾による活性制御が推定されている。細胞内領域は高度に保存されており、プレキシンファミリー分子間で共通する部位としてGAP-related domainとその中間にhinge-domainが存在する。また、A-type plexin分子には膜貫通部位付近にFERM-domain結合配列が、B-type plexin分子にはC末端にPDZ-domain結合配列が存在する。<br />
[[ファイル:プレキシン基本構造.png|300px|thumb|右|基本構造]]


[[ファイル:プレキシン基本構造.png|400px|thumb|右|基本構造]]
 プレキシン分子は1回膜貫通型のタイプI型膜分子であり、アミノ末端よりシグナル配列、sema-ドメイン、3つのMRS(またはPSI-ドメイン)、6つ、あるいは4つのIPT-ドメイン、膜貫通部位、細胞内領域を有する。sema-ドメインは相互作用分子であるセマフォリン(semaphorin)と類似した構造であり、HGF受容体のc-Metの細胞外領域にも存在する。 MRS (c-Met-related sequence)は、プレキシンとc-Metならびにc-Met-like kinaseと類似した配列として見出された配列で、基本的に8つのCystein残基を含む約50アミノ酸残基からなる配列である。この配列はplexin, semaphorin, integrin(β-integrin)にて認められることから、それぞれの分子の頭文字をとってPSI-ドメインとも呼ばれている。IPT-ドメインは、immunoglobulin (Ig)様構造をとると予測されている部位で、nuclear factor of transcription factors (NFAT) ファミリーにも存在することより、IPT (immunoblobulin-like fold shared by plexins and transcription factors)と名付けられている。また、細胞外領域には糖鎖の結合が予測されるN-linked glycosylation部位も複数存在し、糖鎖修飾による活性制御が推定されている。細胞内領域は高度に保存されており、プレキシンファミリー分子間で共通する部位としてGAP-related ドメインとその中間にhinge-ドメインが存在する。また、A-type plexin分子には膜貫通部位付近にFERM-ドメイン結合配列が、B-type plexin分子には、細胞外膜貫通領域近くにタンパク質切断配列、また、B-,D-type plexin 分子はC末端にPDZ-ドメイン結合配列が存在する。


主たる相互作用分子であるセマフォリンとは、sema-domain同士を介して結合する。結晶解析により、いずれのsema-domainも7-bladed β—propeller構造をとることが明らかになった。1つのblade(羽根)はA~Dの4つのβシートにより構成される。プレキシン、セマフォリンともに、第1と第2blade間ならびに第5blade中のß5Cとß5D間に、それぞれextrusion 1、extrusion 2とそれぞれ名付けられた突出部位をもつ。これら2つのextrusion、ならびに第3bladeより構成される構造でプレキシンとセマフォリンの結合が制御される。例えば、αヘリック構造からなるextrusion 2には、相互作用に必要なアミノ酸が含まれている(Sema6Aとplexin-A2の場合、それぞれK393と A396)。また、Sema6A—Plexin-A2結合における結晶構造解析より、plexin-A2は、Sema6A非結合時にはリガンド結合部位にてホモフィリックな(同種分子間での)結合様式をとり、一方、Sema6Aの存在下では同様な部位にてSema6A結合すること、すなわち、リガンドの存在、非存在下において結合相手を代えることが明らかとなっている。
主たる相互作用分子であるセマフォリンとは、sema-ドメイン同士を介して結合する。結晶解析により、いずれのsema-ドメインも7-bladed β—propeller構造をとることが明らかになった。1つのblade(羽根)はA~Dの4つのβシートにより構成される。プレキシン、セマフォリンともに、第1と第2blade間ならびに第5blade中のß5Cとß5D間に、それぞれextrusion 1、extrusion 2とそれぞれ名付けられた突出部位をもつ。これら2つのextrusion、ならびに第3bladeより構成される構造でプレキシンとセマフォリンの結合が制御される。例えば、αヘリック構造からなるextrusion 2には、相互作用に必要なアミノ酸が含まれている(Sema6Aとplexin-A2の場合、それぞれK393と A396)。また、Sema6A—Plexin-A2結合における結晶構造解析より、plexin-A2は、Sema6A非結合時にはリガンド結合部位にてホモフィリックな(同種分子間での)結合様式をとり、一方、Sema6Aの存在下では同様な部位にてSema6A結合すること、すなわち、リガンドの存在、非存在下において結合相手を代えることが明らかとなっている。


== Plexin subfamily ==
==サブファミリー==
[[ファイル:プレキシンサブファミリー.png|300px|thumb|右|プレキシンサブファミリーについて]]
脊椎動物において、9つのプレキシン分子はアミノ酸配列の類似性をもとに4つのサブファミリーに分類される。これらの構成は、A-type plexin (4分子: plexin-A1 , plexin-A2 , plexin-A3, plexin-A4)、B-type plexin (3分子: plexin-B1, plexin-B2, plexin-B3), C-type plexin (1分子: plexin-C1)、D-type plexin (1分子: plexin-D1)である。
脊椎動物において、9つのプレキシン分子はアミノ酸配列の類似性をもとに4つのサブファミリーに分類される。これらの構成は、A-type plexin (4分子: plexin-A1 , plexin-A2 , plexin-A3, plexin-A4)、B-type plexin (3分子: plexin-B1, plexin-B2, plexin-B3), C-type plexin (1分子: plexin-C1)、D-type plexin (1分子: plexin-D1)である。
[[ファイル:プレキシンサブファミリー.png|300px|thumb|右|プレキシンサブファミリーについて]]


== 相互作用分子 ==
== 相互作用分子 ==
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==== 細胞内領域での結合分子 ====
==== 細胞内領域での結合分子 ====
細胞内領域には細胞骨格系を制御する分子との相互作用が知られている。これまでに、small GTP結合分子(Rnd分子ファミリー、R-Ras, M-Rasなど)やFynチロシンキナーゼが結合することが報告されている。また、A-type plexinは、juxtamembrane 付近でFERM-domain を含むFARM1, FARM2と、また、B-type plexinはC末端にてPDZ-domaiを含むLARG, PDZ-RhoGEFと結合する。 p190 RhoGAP,
細胞内領域には細胞骨格系を制御する分子との相互作用が知られている。これまでに、低分子GTP結合タンパク質(Rnd分子ファミリー、R-Ras, M-Rasなど)やFynチロシンキナーゼが結合することが報告されている。また、A-type plexinは、juxtamembrane 付近でFERMドメイン を含むFARM1, FARM2と、また、B-type plexinはC末端にてPDZドメインを含むLARG, PDZ-RhoGEFと結合する。


== 機能と役割 ==
== 機能と役割 ==
 培養系や生体内での解析により、プレキシン分子は軸索誘導分子セマフォリンのシグナルを細胞内に伝達する受容体として機能することが示されている。セマフォリンは、神経細胞の種類や、神経細胞の部位(樹状突起や成長円錐など)で作用が異なることが知られているが、主として伸長中の軸索先端部にある成長円錐を崩壊させる作用や細胞移動抑制など、細胞骨格形成に対して負の作用を引き起こす。また、プレキシン分子は神経回路形成の多様な局面を制御していることが示されている。以下に代表的な現象とそれに関わるプレキシン分子とその相互作用分子について紹介する。
 培養系や生体内での解析により、プレキシン分子は軸索誘導分子セマフォリンのシグナルを細胞内に伝達する受容体として機能することが示されている。セマフォリンは、神経細胞の種類や、神経細胞の部位(樹状突起や成長円錐など)で作用が異なることが知られているが、主として伸長中の軸索先端部にある成長円錐を崩壊させる作用や細胞移動抑制など、細胞骨格形成に対して負の作用を引き起こす。また、プレキシン分子は神経回路形成の多様な局面を制御していることが示されている。以下に代表的な現象とそれに関わるプレキシン分子とその相互作用分子について紹介する。
 
{| class="wikitable"
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! プレキシン分子名 !! 部位/領域/細胞 !! リガンド !! 共受容体などの相互作用分子<br />関連分子 !! 現象!! 作用 !! 文献
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| plexin-A1 || 視覚系・網膜神経細胞<br />視覚系・視神経節細胞<br />聴覚系・内耳神経<br />脊髄・交連神経<br />脊髄・交連神経<br />脊髄・後根神経節細胞  || Sema5A,Sema5B<br /> Sema6D<br /> Sema3A<br /> Sema3B<br /> Slit2C<br /> Sema6C,Sema6D|| plexin-A3<br /> NrCAM<br /> plexin-A3<br /> Nrp2, calpine <br /> <br /> <br />  || neurite outgrowth<br />neurite outgrowth,axon guidance<br />axon guidance<br />axon guidance<br />axon guidance ||repulsion<br /> neurite outgrowth/repulsion<br /> repulsion<br /> repulsion<br />repulsion <br />repulsion  ||
|-
| plexin-A2 || 視覚系・網膜神経細胞<br />視覚系・<br /> 海馬・CA3錐体細胞<br />延髄・顔面神経核・神経細胞<br />小脳・顆粒細胞|| Sema6A <br />Sema6A<br />Sema6A, Sema6B<br />Sema3<br />Sema6B||<br /><br />plexin-A4<br /> Nrp1,Nrp2,plexin-A3,plexin-A4 <br /> <br /> || neurite outgrowth<br />標的投射<br />neurite outgrowth<br />細胞移動<br />細胞移動 ||repulsion<br />attraction<br />outgrowth promotion,ligand masking?<br /><br />repulsion? ||  
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| plexin-A3 || 嗅覚系・嗅覚受容細胞<br />視覚系・網膜神経細胞<br />海馬・CA1/CA3錐体細胞<br />海馬・歯状回顆粒細胞<br />大脳新皮質・皮質錐体路系神経<br />大脳新皮質・皮質脊髄路系神経<br />延髄・顔面神経線維<br />末梢神経・感覚神経・三叉神経<br />末梢神経・感覚神経・後根神経節細胞<br />末梢神経・交感神経・交感神経細胞 || Sema3F<br />Sema5A,Sema5B<br />Sema3A,Sema3F<br />Sema3A,Sema3F<br />Sema3F<br />Sema3A,Sema3F<br />Sema3A<br />Sema3A<br />Sema3A<br />Sema3F|| Nrp2<br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /> ||axon guidance<br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br />||repulsion<br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /> ||  
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| plexin-A4 || セル内のテキスト || セル内のテキスト || セル内のテキスト || セル内のテキスト ||セル内のテキスト ||  
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| plexin-B1 || セル内のテキスト || セル内のテキスト || セル内のテキスト || セル内のテキスト ||セル内のテキスト ||  
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| plexin-B2 || セル内のテキスト || セル内のテキスト || セル内のテキスト || セル内のテキスト ||セル内のテキスト ||  
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| plexin-B3 || セル内のテキスト || セル内のテキスト || セル内のテキスト || セル内のテキスト ||セル内のテキスト ||  
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| plexin-C1 || セル内のテキスト || セル内のテキスト || セル内のテキスト || セル内のテキスト ||セル内のテキスト ||  
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| plexin-D1 || セル内のテキスト || セル内のテキスト || セル内のテキスト || セル内のテキスト ||セル内のテキスト ||  
|}
===== 神経細胞移動 =====
===== 神経細胞移動 =====
神経前駆細胞や神経細胞は生み出された後、特定の様式で移動し所定の部位に位置する。このような細胞移動の過程において、プレキシンは、セマフォリンの細胞移動抑制作用を細胞内に伝達する事により、細胞移動を制御する。例えば、Sema6A/plexin-A2シグナルが小脳顆粒細胞の移動開始を制御する。また、末梢神経系において、plexin-A3とplexin-A4はSema3Aの細胞移動抑制作用をNrp1とともに細胞内に伝達することにより、交感神経節の形成を制御することが報告されている。また、大脳新皮質の形成期において重要な働きを担うカハール—レチウス細胞(Cajal-Retzius (CR) cells)において、Plexin-D1は、Sema3Eの細胞移動抑制の作用シグナルをCR細胞内に伝達し、皮質分子層でのCR細胞の分布を制御する。
神経前駆細胞や神経細胞は生み出された後、特定の様式で移動し所定の部位に位置する。このような細胞移動の過程において、プレキシンは、セマフォリンの細胞移動抑制作用を細胞内に伝達する事により、細胞移動を制御する。例えば、Sema6A/plexin-A2シグナルは小脳顆粒細胞の移動開始を制御し、また、末梢神経系において、plexin-A3とplexin-A4はSema3Aの細胞移動抑制作用をNrp1とともに細胞内に伝達することにより、交感神経節の形成を制御することが報告されている。また、大脳新皮質の形成期において重要な働きを担うカハール—レチウス細胞(Cajal-Retzius (CR) cells)において、Plexin-D1は、Sema3Eの細胞移動抑制の作用シグナルをCR細胞内に伝達し、皮質分子層でのCR細胞の分布を制御する。


===== 軸索誘導(軸索ガイド) =====
===== 軸索誘導(軸索ガイド) =====
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== 疾患との関連 ==
== 疾患との関連 ==
プレキシンは神経回路形成の多様な現象に関与することから、精神・神経疾患との関連が指摘されている。疾患患者のゲノムDNAの解析から、plexin-D1がカルマン症候群の患者にて遺伝子変異が生じていることや、plexin-A2が統合失調症、plexin-A4が自閉症の脆弱性と関連することなどが指摘されている。
==関連項目==
* [[セマフォリン]]
==参考文献==
<references />