微小管関連タンパク質

チューブリンに加えて、細胞内には微小管に結合する他のタンパク質も存在します。これらのタンパク質は総称して微小管関連タンパク質（MAPs）と呼ばれます。一般的に、MAPsは微小管の安定性を高め、微小管の組み立てを促進し、微小管と他の細胞成分との関係を調節します。これらは微小管の構造と機能を維持するために不可欠な成分です。MAPsは2つの機能領域を持ち、一つは微小管の側面に結合する基本的な微小管結合ドメイン、もう一つは酸性の突出した結合ドメインで、これは外側に突出した線維状構造であり、他の細胞成分や骨格成分、細胞膜などと水平な橋渡しを維持します。MAPsは微小管結合活性を持ち、特定のアミノ酸のリン酸化および脱リン酸化を調節することでその機能を果たします。MAPsには主にMAP1、MAP2、Tau、MAP4が含まれます。最初の3つは主にニューロンに存在し、MAP4は様々な細胞に存在します。

機能

MAPは微小管を構成するチューブリンサブユニットに結合し、その安定性を調節します。多様なMAPsが多くの異なる細胞型で同定されており、幅広い機能を持つことがわかっています。これには、微小管の安定化および不安定化、微小管を特定の細胞内部位へ誘導、微小管同士のクロスリンク、細胞内の他のタンパク質との微小管の相互作用の媒介などが含まれます。細胞内では、MAPsは微小管のチューブリンダイマーに直接結合します。この結合は重合または脱重合したチューブリンを介して起こり、ほとんどの場合、微小管構造の安定化をもたらし、さらに重合を促進します。通常、MAPのC末端ドメインがチューブリンと相互作用し、N末端ドメインは細胞小胞、中間径フィラメント、または他の微小管と結合できます。MAP-微小管結合はMAPのリン酸化によって調節されます。これは微小管親和性調節キナーゼ（MARK）タンパク質の機能によって達成されます。MARKはMAPをリン酸化し、結合している微小管から切り離します。この分離はしばしば微小管の不安定化と関連し、微小管の破壊を引き起こします。このように、MAPによる微小管の安定化は細胞内でリン酸化によって調節されています。

MARKファミリー

MARKはMicrotubule-associated protein 2（MAP-2）on Ser/Thrの略です。この遺伝子は微小管関連タンパク質ファミリーに属するタンパク質をコードしています。このタンパク質ファミリーは微小管の組み立てに関与していると考えられており、これは神経新生に不可欠なステップです。MAP2は中間径フィラメントや他の微小管と微小管（MT）をクロスリンクすることで、微小管の成長を安定化させます。ラットやマウスの類似遺伝子の産物はニューロン特異的な細胞骨格タンパク質であり、樹状突起に豊富に存在し、ニューロン発生時の樹状突起の形態決定と安定化に関与しています。異なるアイソフォームをコードする多くの選択的スプライシングバリアントが記載されています。

機能

MARKは微小管を構成するチューブリンサブユニットに結合し、その安定性を調節します。多様なMAPsが多くの異なる細胞型で同定されており、幅広い機能を持つことがわかっています。これには、微小管の安定化および不安定化、微小管を特定の細胞内部位へ誘導、微小管同士のクロスリンク、細胞内の他のタンパク質との微小管の相互作用の媒介などが含まれます。細胞内では、MARKは微小管のチューブリンダイマーに直接結合します。この結合は重合または脱重合したチューブリンを介して起こり、ほとんどの場合、微小管構造の安定化をもたらし、さらに重合を促進します。通常、MARKのC末端ドメインがチューブリンと相互作用し、N末端ドメインは細胞小胞、中間径フィラメント、または他の微小管と結合できます。MARK-微小管結合はMAPのリン酸化によって調節されます。これは微小管親和性調節キナーゼ（MARK）タンパク質の機能によって達成されます。MARKはMAPをリン酸化し、結合している微小管から切り離します。この分離はしばしば微小管の不安定化と関連し、微小管の破壊を引き起こします。このように、MARKによる微小管の安定化は細胞内でリン酸化によって調節されています。

参考文献:

1. Al-Bassam J; 他。MAP2およびtauは、微小管プロトフィラメントの外側稜線に沿って縦方向に結合する。J. Cell Biol. 2002, 157 (7): 1187–96。