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ニューレキシン (ソースを閲覧)

2013年7月12日 (金) 08:47時点における版

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　ニューレキシンは[[シナプス前末端]]に存在する1回膜貫通型タンパク質であり、[[シナプス後部]]の[[wj:膜タンパク質|膜タンパク質]]である[[ニューロリギン]]（Neuroligin: NLGN）と[[シナプス間隙]]で結合し、シナプス構築や[[神経伝達物質]]の放出機構などに関わっている<ref name=ref1><pubmed>18923512</pubmed></ref><ref name=ref9><pubmed>17275284</pubmed></ref>。多くの[[wj:スプライス変異体|スプライス変異体]]が存在し、グルタミン酸作動性・GABA作動性神経シナプスの構築の選別に影響すると考えられている<ref name=ref2><pubmed>16624946</pubmed></ref> <ref name=ref3><pubmed>18006501</pubmed></ref>。また、自閉症や統合失調症の発症に関与していると考えられている<ref name=ref4><pubmed>17034946</pubmed></ref> <ref name=ref5><pubmed>21424692</pubmed></ref> <ref name=ref6><pubmed>22405623</pubmed></ref> <ref name=ref7><pubmed>19880096</pubmed></ref> <ref name=ref8><pubmed>21477380</pubmed></ref> 。
　ニューレキシンは[[シナプス前末端]]に存在する1回膜貫通型タンパク質であり、[[シナプス後部]]の[[wj:膜タンパク質|膜タンパク質]]である[[ニューロリギン]]（Neuroligin: NLGN）と[[シナプス間隙]]で結合し、シナプス構築や[[神経伝達物質]]の放出機構などに関わっている<ref name=ref1><pubmed>18923512</pubmed></ref><ref name=ref9><pubmed>17275284</pubmed></ref>。多くの[[wj:スプライス変異体|スプライス変異体]]が存在し、[[グルタミン酸]]作動性・[[GABA]]作動性神経シナプスの構築の選別に影響すると考えられている<ref name=ref2><pubmed>16624946</pubmed></ref> <ref name=ref3><pubmed>18006501</pubmed></ref>。また、[[自閉症]]や[[統合失調症]]の発症に関与していると考えられている<ref name=ref4><pubmed>17034946</pubmed></ref> <ref name=ref5><pubmed>21424692</pubmed></ref> <ref name=ref6><pubmed>22405623</pubmed></ref> <ref name=ref7><pubmed>19880096</pubmed></ref> <ref name=ref8><pubmed>21477380</pubmed></ref> 。
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　ニューレキシンが最初に[[wikipedia:jp:クロゴケグモ|クロゴケグモ]]の毒成分である[[α-latrotoxin]]の[[受容体]]として発見され、その後、他のニューレキシンが同定された<ref><pubmed>9448462</pubmed></ref>。
　ニューレキシンが最初に[[wikipedia:jp:クロゴケグモ|クロゴケグモ]]の毒成分である[[α-latrotoxin]]の[[受容体]]として発見され、その後、他のニューレキシンが同定された<ref><pubmed>9448462</pubmed></ref>。


== 構造 ==
==サブファミリー==
[[image:図1NRXNのドメイン構造.jpg|thumb|330px|'''図1．NRXNのドメイン構造'''<br>矢印：選択的スプライシング部位　SP:シグナルペプチド、LNS: laminin, neurexin, sex-hormone binding protein domain、EGF: epidermal growth factor-like domain、CHO: carbohydrate-attachment sequence、TM:膜貫通領域、PDZ-BD: PDZ-domain-binding site]]
[[image:図1NRXNのドメイン構造.jpg|thumb|330px|'''図1．NRXNのドメイン構造'''<br>矢印：選択的スプライシング部位　SP:シグナルペプチド、LNS: laminin, neurexin, sex-hormone binding protein domain、EGF: epidermal growth factor-like domain、CHO: carbohydrate-attachment sequence、TM:膜貫通領域、PDZ-BD: PDZ-domain-binding site]]


　哺乳類ではNRXNは3つの遺伝子（NRXN1、2、3）から成り、プロモーターの違いから、長鎖のαNRXN（上流プロモーター）、短鎖のβNRXN（下流プロモーター）の2つのアイソフォームに転写される。従って、3つのαNRXN（1α、2α、3α）と3つのβNRXN（1β、2β、3β）からなる。さらに、αNRXNは選択的スプライシング部位を5つ[alternative splice site (SS)1から5]、βNRXNは2つ（SS4と5）有しており、3000以上のスプライス変異体が存在する<ref name=ref10><pubmed>16794786</pubmed></ref> <ref name=ref1 /> <ref><pubmed>20510934</pubmed></ref> <ref name=ref11><pubmed>12036300</pubmed></ref>。NRXNの選択的スプライシングは神経活動によって、調節されている<ref><pubmed>22196734</pubmed></ref>。αNRXNは細胞外側に6つのLNSドメイン[laminin, neurexin, sex-hormone binding protein （LNS）ドメインまたはLaminin G ドメイン]とLNSドメインを隔てる3つのEGF様ドメイン（epidermal growth factor-like ドメイン）を有している。一方、βNRXNのLNSドメインは一つである。両NRXNの細胞内C末端領域にはPDZドメイン[postsynaptic density (PSD) -95/ discs large/ zona-occludens-1ドメイン]結合部位を有する<ref name=ref9 /> <ref name=ref10 />（図1）。βNRXN の細胞外構造およびβNRXNとNLGN複合体の3次元構造が明らかとなっている<ref><pubmed>18093522</pubmed></ref>、（動画）。
　哺乳類ではNRXNは3つの遺伝子（NRXN1、2、3）から成り、プロモーターの違いから、長鎖のαNRXN（上流プロモーター）、短鎖のβNRXN（下流プロモーター）の2つのアイソフォームに転写される。従って、3つのαNRXN（1α、2α、3α）と3つのβNRXN（1β、2β、3β）からなる。
 
　さらに、αNRXNは選択的スプライシング部位を5つ[alternative splice site (SS)1から5]、βNRXNは2つ（SS4と5）有しており、3000以上のスプライス変異体が存在する<ref name=ref10><pubmed>16794786</pubmed></ref> <ref name=ref1 /> <ref><pubmed>20510934</pubmed></ref> <ref name=ref11><pubmed>12036300</pubmed></ref>。NRXNの選択的スプライシングは神経活動によって、調節されている<ref><pubmed>22196734</pubmed></ref>。
 
　[[ショウジョウバエ]]や[[線虫]]、[[wj:ミツバチ|ミツバチ]]、[[wj:アメフラシ|アメフラシ]]などの無脊椎動物においてもαNRXN遺伝子が同定されている<ref name=ref11 /> <ref><pubmed>18974885</pubmed></ref> <ref><pubmed>21555073</pubmed></ref>。また、線虫ではβNRXNも同定されている<ref><pubmed>21055481</pubmed></ref>。
 
== 構造 ==
　αNRXNは細胞外側に6つの[[LNSドメイン]][laminin, neurexin, sex-hormone binding protein (LNS)ドメインまたはLaminin G ドメイン]とLNSドメインを隔てる3つの[[上皮成長因子様ドメイン]]（[[epidermal growth factor]]-like domain）を有している。一方、βNRXNのLNSドメインは一つである。両NRXNの細胞内C末端領域には[[PDZドメイン]][postsynaptic [[density]] ([[PSD]]) -95/ discs large/ zona-occludens-1ドメイン]結合部位を有する<ref name=ref9 /> <ref name=ref10 />（図1）。


　ショウジョウバエや[[線虫]]、ミツバチ、アメフラシなどの無脊椎動物においてもαNRXN遺伝子が同定されている<ref name=ref11 /> <ref><pubmed>18974885</pubmed></ref> <ref><pubmed>21555073</pubmed></ref>。また、線虫ではβNRXNも同定されている<ref><pubmed>21055481</pubmed></ref>。
　βNRXN の細胞外構造およびβNRXNとNLGN複合体の3次元構造が明らかとなっている（動画）<ref><pubmed>18093522</pubmed></ref>。


== 結合タンパク質 ==
== 結合タンパク質 ==


　細胞外ドメインを介した結合タンパク質：これまでに5つのタンパク質 [NLGN、dystroglycan、neurexophilins、Leucine-rich repeat transmembrane neuronal proteins (LRRTMs)、Cbln]が同定されている<ref name=ref12><pubmed>7695896</pubmed></ref> <ref name=ref13><pubmed>11470830</pubmed></ref> <ref name=ref14><pubmed>8699246</pubmed></ref> <ref name=ref15><pubmed>20064387</pubmed></ref> <ref><pubmed>20064388</pubmed></ref> <ref><pubmed>20537373</pubmed></ref> <ref name=ref16><pubmed>21410790</pubmed></ref>。NLGNとの結合において、NRXNのスプライス変異体は、細胞間の認識や接着ならびにシナプス構築などの過程に重要な役割を有していることが示されており、現在までにSS4の挿入の有無が結合選択性に影響することが報告されている（[[ニューロリギン]]を参照のこと）。
　細胞外ドメインを介した結合タンパク質：これまでに5つのタンパク質 [NLGN、[[dystroglycan]]、[[neurexophilins]]、[[Leucine-rich repeat transmembrane neuronal protein]]s ([[LRRTMs]])、[[Cbln]]]が同定されている<ref name=ref12><pubmed>7695896</pubmed></ref> <ref name=ref13><pubmed>11470830</pubmed></ref> <ref name=ref14><pubmed>8699246</pubmed></ref> <ref name=ref15><pubmed>20064387</pubmed></ref> <ref><pubmed>20064388</pubmed></ref> <ref><pubmed>20537373</pubmed></ref> <ref name=ref16><pubmed>21410790</pubmed></ref>。
 
NLGNとの結合において、NRXNのスプライス変異体は、細胞間の認識や接着ならびにシナプス構築などの過程に重要な役割を有していることが示されており、現在までにSS4の挿入の有無が結合選択性に影響することが報告されている（[[ニューロリギン]]を参照のこと）。


　βNRXN1（4-)（SS4非挿入体）は、splicing site B（SSB）の挿入の有無に関わらずNLGN1[NL1(-), NL1A, NL1B, NL1AB]ならびにNLGN2[NL2(-)とNL2A]と高親和性に結合するが、βNRXN1（4+)（SS4挿入体）のSSB挿入体NLGN1（NL1B, NL1AB）との結合親和性は低い（表1）<ref name=ref17><pubmed>16242404</pubmed></ref> <ref name=ref18><pubmed>18812509</pubmed></ref> <ref name=ref19><pubmed>16846852</pubmed></ref> <ref name=ref2 />。一方、αNRXNはSS4の有無に関わらずNLGN1-SSB挿入体とは結合しないが<ref name=ref17 />、αNRXNのLNS6ドメインのみではNLGN1-SSB挿入体と結合する<ref name=ref18 />。LRRTMsは、α-，βNRXN(4-)とのみ結合する<ref name=ref100><pubmed>20519524</pubmed></ref>。Cbln1とCbln2はα-，βNRXN(4+)と結合するが、NRXN(4-)とは結合しない<ref name=ref16 />。
　βNRXN1（4-)（SS4非挿入体）は、splicing site B（SSB）の挿入の有無に関わらずNLGN1[NL1(-), NL1A, NL1B, NL1AB]ならびにNLGN2[NL2(-)とNL2A]と高親和性に結合するが、βNRXN1（4+)（SS4挿入体）のSSB挿入体NLGN1（NL1B, NL1AB）との結合親和性は低い（表1）<ref name=ref17><pubmed>16242404</pubmed></ref> <ref name=ref18><pubmed>18812509</pubmed></ref> <ref name=ref19><pubmed>16846852</pubmed></ref> <ref name=ref2 />。一方、αNRXNはSS4の有無に関わらずNLGN1-SSB挿入体とは結合しないが<ref name=ref17 />、αNRXNのLNS6ドメインのみではNLGN1-SSB挿入体と結合する<ref name=ref18 />。LRRTMsは、α-，βNRXN(4-)とのみ結合する<ref name=ref100><pubmed>20519524</pubmed></ref>。Cbln1とCbln2はα-，βNRXN(4+)と結合するが、NRXN(4-)とは結合しない<ref name=ref16 />。
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