あまり知られていない筋肉タンパク質の小さな領域が、健康で安定した心拍の鍵を握っている可能性があるだけでなく、深刻な心臓病の将来の治療への手がかりとなる可能性もあります。
ワシントン州立大学の研究者らは、人の心拍を制御する小さなフィラメントの長さを維持するのに重要な、レオモジンと呼ばれるタンパク質の領域を発見した。この研究は、アリゾナ大学とニューヨークのマウントサイナイ医科大学の研究者と共同で行われ、注目の雑誌に掲載されました。 循環研究。
「これは大きなタンパク質のほんの一部で、細いフィラメントの伸長におけるその機能にとって非常に重要であることが判明した」と、この研究の主導者の一人であるジーン・アンド・リンダ・ヴォイランド化学工学・生物工学大学院のアラ・コスチュコバ教授は述べた。
心拍は、筋肉内の小さなタンパク質フィラメント、いわゆる太いフィラメントと細いフィラメント間の複雑かつ正確な調整の結果です。電気信号に応答して、ロープ状のフィラメントが結合したり結合を解除したりすることで、心筋が収縮したり弛緩したりすることができます。細いフィラメントは、人体に最も豊富に含まれるタンパク質であるアクチンでできています。アクチンフィラメントの端にある他の 2 つのタンパク質、トロポモジュリンとレイオモジンがフィラメントの長さを決定します。
出生時に心筋フィラメントの長さが均一であることは、健康な赤ちゃんにとって重要ですが、フィラメントは生涯を通じてタンパク質構造を常に更新するため、長年にわたって一貫した長さを維持する必要があります。心筋症の家族では、遺伝子変異により、短すぎるまたは長すぎるフィラメントが形成されます。影響を受ける人は、障害、病気、死亡を引き起こす重大な心臓の問題を抱えている可能性があります。
多くの心筋症では、細いフィラメントの長さが間違っています。常に正しい長さでなければなりません。これらのタンパク質のいずれかに変異があると、心臓は正常に機能できなくなります。」
Alla Kostyukova、ジーン・アンド・リンダ・ヴォイランド化学工学・生物工学大学院教授
研究者らは、フィラメントの制御を理解するために数年間取り組んできた結果、フィラメントの長さを決定する際に、レイオモジンとトロポモジュリンの間に競合があると判断しました。この最新の研究で、研究者らは、レイオモジンタンパク質の 1 つの領域がアクチンへの結合において特に重要な役割を果たしていることを発見し、その分子機構を実証しました。
「レオモジンの場合、結合は弱いので、おそらくまったく結合していないと考えられていたのです」とコスチュコバ氏は語った。 「しかし、我々は、アクチンがいわゆる『リーキーキャップ』を形成して結合することを実証しました。そして、この弱い結合により、アクチンが重合し始めるか、タンパク質鎖を構築し始めると、アクチンが除去されることが可能になります。結合部位に変異を加えて結合をさらに弱くすると、非常に長くて細いフィラメントができます。」
研究の一環として、研究者らは核磁気共鳴を利用して、変異の有無にかかわらずタンパク質の構造分析を行った。マウントサイナイのアイカーン医科大学の共同研究者であるキャロル・グレゴリオ氏は、並行してタンパク質の小さな領域をテストし、動物細胞におけるその挙動を検証した。
「私たちはこの美しい結果を生み出し、この領域が細いフィラメントの伸長器としての機能にとって非常に重要であることを初めて証明しました」とコスチュコバ氏は語った。
研究者らは、心臓タンパク質に関する情報を収集し続けることを目指している。彼らは現在、いくつかの機能部位のうち 3 つを理解し、新しい結合部位を発見しました。動物および細胞の研究を実施できる研究者と、タンパク質の構造に関する情報を提供するグループとの協力は、構造の洞察を生物学的機能に変換するために不可欠です。
「これらのタンパク質はあまり知られていません」と彼女は言う。 「今後、これらの結合部位がこの伸長過程でどのように連携するのかを解明する予定です。私たちの希望は、いつか小分子を使ってこのタンパク質に病原性変異がある場合に改良できるところまで到達することです。」
ソース：
参考雑誌:
ラリナガ、TM、 他。 （2026年）。 Lmod2 の N 末端アクチン結合部位は、制御された尖端の伸長を促進します。 循環研究。 https://doi.org/10.1161/circresaha.125.327013。 https://www.ahajournals.org/doi/full/10.1161/CIRCRESAHA.125.327013
1772124585
#小さなタンパク質領域が健康な心拍の秘密を解き明かす
2026-02-26 16:43:00