微小管関連タンパク質

チューブリンに加えて、微小管に結合する他のタンパク質も細胞内に存在します。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。彼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は二つの機能的領域を含んでおり、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であり、もう一つは酸性の突出した結合ドメインで、これは他の細胞成分や骨格成分、細胞膜などとの水平な橋を維持する外向きに突出した線維状構造です。MAPsは微小管結合活性を持ち、特定のアミノ酸のリン酸化と脱リン酸化を調節することによってその機能を達成します。MAPsには主にMAP1、MAP2、タウ、MAP4が含まれます。最初の三つは主に神経細胞に存在し、MAP4はさまざま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て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、広範な機能を持つことがわかっています。これには、微小管の安定化と不安定化、微小管を特定の細胞位置に誘導すること、微小管のクロスリンク、細胞内の他のタンパク質との微小管相互作用の媒介が含まれます。細胞内では、MAPsは微小管のチューブリン二量体に直接結合します。この結合は重合したチューブリンまたは脱重合したチューブリンを介して発生することがあり、ほとんどの場合、微小管構造の安定化をもたらし、さらなる重合を促進します。通常、MAPのC末端ドメインはチューブリンと相互作用し、N末端ドメインは細胞小器官、中間フィラメント、または他の微小管に結合することができます。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）タンパク質の機能を通じて達成されます。MARKはMAPをリン酸化し、結合している微小管からそれを切り離します。この分離はしばしば微小管の不安定性に関連し、微小管が破裂する原因となります。このように、MAPによって引き起こされる微小管の安定化は、リン酸化によって細胞内で調節されます。

MASTファミリー

MASTは、セリン/スレオニンにおける微小管関連タンパク質2（MAP-2）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、神経発生における重要なステップである微小管の組み立てに関与していると考えられています。MAP2は、中間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によって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、樹状突起が豊富な神経特異的細胞骨格タンパク質であり、神経発生中に樹状突起の形状を決定し安定化する役割を果たします。異なるアイソフォームをコードする多くの代替スプライシングバリアントが記述されています。

機能

MAST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て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、広範な機能を持つことがわかっています。これには、微小管の安定化と不安定化、微小管を特定の細胞位置に誘導すること、微小管のクロスリンク、細胞内の他のタンパク質との微小管相互作用の媒介が含まれます。細胞内では、MASTは微小管のチューブリン二量体に直接結合します。この結合は重合したチューブリンまたは脱重合したチューブリンを介して発生することがあり、ほとんどの場合、微小管構造の安定化をもたらし、さらなる重合を促進します。通常、MASTのC末端ドメインはチューブリンと相互作用し、N末端ドメインは細胞小器官、中間フィラメント、または他の微小管に結合することができます。MAST-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）タンパク質の機能を通じて達成されます。MARKはMAPをリン酸化し、結合している微小管からそれを切り離します。この分離はしばしば微小管の不安定性に関連し、微小管が破裂する原因となります。このように、MASTによって引き起こされる微小管の安定化は、リン酸化によって細胞内で調節されます。

参考文献

1. Al-Bassam J; et al. MAP2 and tau bind longitudinally along the outer ridges of microtubule protofilaments. J. Cell Biol. 2002, 157 (7): 1187-96.