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天然変性領域は荷電残基や[[極性アミノ酸]]に富んでおり、類似した配列が繰り返し存在するのが特徴である<ref name=Chong2018><pubmed>29913160</pubmed></ref>[22]。例えば、[[フェニルアラニン]]と[[グリシン]]が繰り返し現れる[[FGリピート]]や、[[アルギニン]]とグリシンが繰り返し現れる[[RGGリピート]]などのモチーフが知られている。天然変性タンパク質にはRNA結合ドメインを持っているものも多く、RNAと共に液-液相分離を形成するものがある。 | 天然変性領域は荷電残基や[[極性アミノ酸]]に富んでおり、類似した配列が繰り返し存在するのが特徴である<ref name=Chong2018><pubmed>29913160</pubmed></ref>[22]。例えば、[[フェニルアラニン]]と[[グリシン]]が繰り返し現れる[[FGリピート]]や、[[アルギニン]]とグリシンが繰り返し現れる[[RGGリピート]]などのモチーフが知られている。天然変性タンパク質にはRNA結合ドメインを持っているものも多く、RNAと共に液-液相分離を形成するものがある。 | ||
== | == 生理機能 == | ||
=== | === 代謝 === | ||
細胞に[[酸素]]が不足すると、真核細胞では[[酸化的リン酸化]]経路によるATP合成ができなくなる。その結果、[[META body]]と呼ばれる代謝酵素の集合体が形成されることが2013年に報告されている<ref name=三浦2024>三浦夏子. (2024)<br>出芽酵母で形成される解糖系酵素群の集合体とその制御. 化学と生物 Vol. 62, No. 4</ref> [23]。META bodyは[[解糖系]]（glycolysis）に関与する酵素群によって形成されるという意味で[[グリコリティック体]]（[[G-body]]）と呼ばれることもある。G-bodyにはRNAも含まれており、「膜のないオルガネラ」としての性質を備えている<ref name=Fuller2020><pubmed>32298230</pubmed></ref>[24]。 | |||
=== | === 疾患 === | ||
液- | 液-液相分離は、細胞生理学としての役割だけでなく、異常なタンパク質凝集を引き起こし、筋萎縮性側索硬化症やパーキンソン病、[[アルツハイマー病]]、[[ポリグルタミン病]]、[[プリオン病]]などの神経変性疾患に関与することが示され、医学的な観点からも重要な研究テーマとなっている<ref name=Ahmad2022><pubmed>35998851</pubmed></ref>[25]。特に、[[TDP-43]]や[[FUS]]などのタンパク質が液-液相分離を形成した後、異常な凝集体を形成し、病態につながることが示唆されている<ref name=Patel2015><pubmed>26317470</pubmed></ref>[26]。 | ||
=== シナプスと液-液相分離 === | === シナプスと液-液相分離 === | ||
シナプスタンパク質による液- | シナプスタンパク質による液-液相分離は、[[長期増強]]現象のメカニズムとして近年注目されている<ref name=Hayashi2021><pubmed>33472825</pubmed></ref><ref name=林2021>林 康紀，細川 智永，劉 品吾，實吉 岳郎. (2021).<br> CaMKII の新しいシナプス可塑性機構. 生化学 第93 巻第2 号，pp. 191-202</ref>[27, 28]。[[Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII|Ca<sup>2+</sup>/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII]]（[[CaMKII]]）は、[[記憶]]現象に必須の働きを持つキナーゼである。CaMKIIは神経細胞内に多量に発現しており、[[シナプス後膜肥厚]]では全タンパク質の10%から20%を占めるほどになる。このキナーゼがなぜこれほど多量に存在する必要があるのかは、長年の謎として残されていた。林康紀らの研究チームは、CaMKIIが[[NMDA型グルタミン酸受容体]]と液滴を形成することで、[[AMPA型グルタミン酸受容体]]を[[活性帯]]の直下に集合させ、シナプス応答を活性化する新しいメカニズムを提唱している<ref name=Hosokawa2021><pubmed>33927400</pubmed></ref>[29]。 | ||
[[低分子量Gタンパク質]][[Ras]]の不活性化因子である[[SynGAPは]]、CaMKIIに次いでシナプス後膜肥厚に多く含まれるタンパク質である。SynGAPは、[[シナプス足場タンパク質]]である[[PSD-95]]と多価相互作用によって結合し、液-液相分離を引き起こすことが[[w:Zhang Mingjie|Mingjie Zhang]]らの研究チームによって報告されている<ref name=Zeng2016><pubmed>27565345</pubmed></ref>[30]。この液-液相分離の仕組みが、シナプス後膜肥厚からの活動依存的なSynGAPの分散のメカニズムとなっている可能性がある。 | |||
== 残された課題 == | == 残された課題 == | ||