エメリン (タンパク質)

エメリン（英: emerin）は、ヒトではEMD遺伝子（別名STA遺伝子）にコードされるタンパク質である。エメリンは脊椎動物の核膜の内膜に存在する膜タンパク質で、LEMD3（英語版）と共通してLEMドメインを含む。エメリンは心筋と骨格筋で高度に発現している。心筋では、エメリンは介在板内のアドヘレンスジャンクションに局在し、細胞の張力の機械伝達やβ-カテニンシグナル伝達で機能しているようである。エメリンの変異はX連鎖劣性遺伝する疾患エメリー・ドレフュス型筋ジストロフィーの原因となり、心伝導系の異常と拡張型心筋症を引き起こす。

EMD
PDBに登録されている構造 PDB オルソログ検索: RCSB PDBe PDBj PDBのIDコード一覧 1JEI, 2ODC, 2ODG
識別子
記号	EMD, EDMD, LEMD5, STA, emerin
外部ID	OMIM: 300384 MGI: 108117 HomoloGene: 91 GeneCards: EMD
遺伝子の位置 (ヒト) 染色体 X染色体[1] バンド データ無し 開始点 154,379,273 bp[1] 終点 154,381,574 bp[1]
遺伝子の位置 (マウス) 染色体 X染色体 (マウス)[2] バンド データ無し 開始点 73,298,293 bp[2] 終点 73,305,154 bp[2]
RNA発現パターン さらなる参照発現データ
遺伝子オントロジー 分子機能 • 血漿タンパク結合 • beta-tubulin binding • actin binding • cadherin binding 細胞の構成要素 • integral component of membrane • 核膜 • 膜 • 核内膜 • 小胞体 • 微小管 • nuclear outer membrane • 細胞核 • 核質 • 細胞質 • nuclear envelope • spindle pole centrosome • cortical endoplasmic reticulum • 紡錘体 生物学的プロセス • 筋収縮 • regulation of canonical Wnt signaling pathway • cellular response to growth factor stimulus • 筋発生 • positive regulation of protein export from nucleus • mitotic nuclear membrane disassembly • skeletal muscle cell differentiation • mitotic nuclear membrane reassembly • negative regulation of fibroblast proliferation • negative regulation of canonical Wnt signaling pathway 出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
種	ヒト	マウス
Entrez	2010	13726
Ensembl	ENSG00000102119	ENSMUSG00000001964
UniProt	P50402	O08579
RefSeq (mRNA)	NM_000117	NM_007927
RefSeq (タンパク質)	NP_000108	NP_031953
場所 (UCSC)	Chr X: 154.38 – 154.38 Mb	Chr X: 73.3 – 73.31 Mb
PubMed検索	[3]	[4]
ウィキデータ
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名称はアラン・エメリー（英語版）に由来する^[5]。

構造

エメリンは、254残基のアミノ酸から構成される、29.0 kDa（見かけ上は34 kDa）のタンパク質である^[6]。エメリンはセリンに富むタンパク質で、N末端には荷電残基に近接して20アミノ酸の疎水性領域が存在する。疎水性領域はタンパク質の膜への固定に重要である可能性があり、荷電した末端は細胞質側に位置する^[7]。心筋、骨格筋、平滑筋では、エメリンは核膜の内膜に局在し^[8][9]、その発現は骨格筋と心筋で最も高い^[7]。特に心筋では、エメリンは介在板内のアドヘレンスジャンクションにも存在している^[10][11][12]。

機能

エメリンはセリンに富む核膜タンパク質で、核ラミナ結合タンパク質ファミリーのメンバーである。エメリンは、細胞骨格への膜の固定を媒介する。エメリー・ドレフュス型筋ジストロフィーはX連鎖型遺伝を行う変性型ミオパチーで、EMD遺伝子（臨床的にはSTAの名でも知られている）の変異によって引き起こされる^[13]。エメリンを欠損したマウスの線維芽細胞は張力刺激に対して機械受容遺伝子の正常な発現応答を誘導することができないことから、エメリンは機械的シグナルの伝達に関与していると考えられる^[14]。心筋では、介在板のアドヘレンスジャンクションにおいてエメリンはβ-カテニンと複合体を形成していることが判明しており、エメリンを欠損した心筋細胞ではβ-カテニンの再分布と介在板の構造や筋細胞の形状の乱れがみられる。この相互作用は、GSK-3βによって調節されているようである^[15]。

臨床的意義

エメリンの変異はX関連型劣性遺伝するエメリー・ドレフュス型筋ジストロフィーの原因となり、この疾患はアキレス腱、肘、後頸筋の早期拘縮、上肢近位筋と下肢遠位筋の筋力低下、洞徐脈、PR延長から完全な心ブロック（英語版）に至るまでの心伝導障害によって特徴づけられる^[16]。この疾患の患者では、筋肉、皮膚の線維芽細胞、白血球を含むさまざまな組織でエメリンの免疫染色の喪失がみられるが、診断プロトコルはタンパク質染色よりも変異解析によって行われている^[16]。ほぼすべての症例で、変異によってエメリンタンパク質は完全に欠失するか検出できないレベルにまで低下している。症例の約20%では、Xq28領域内で染色体の逆位が生じている^[17]。

さらに近年の研究では、機能的なエメリンが存在しないことでHIV-1の感染力が低下することが発見された。そのため、エメリー・ドレフュス型筋ジストロフィーの患者は、HIV-1に対する免疫もしくはHIV-1の変則的な感染パターンを示すと予想されている^[18]。

相互作用

エメリンは次に挙げる因子と相互作用することが示されている。

• ACTA1（英語版）^[19]
• ACTG2（英語版）^[19]
• BANF1（英語版）^[20][21]
• BCLAF1（英語版）^[22]
• CTNNB1^[11][23]
• GMCL1（英語版）^[21]
• LMNA^{[19][24][25][26]}
• PSME1（英語版）^[24]
• SYNE1（英語版）^[27][28][29]
• SYNE2（英語版）^[27][29][30]
• TMEM43（英語版）^[31]
• YTHDC1（英語版）^[24]

出典

1. GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000102119 - Ensembl, May 2017
2. GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000001964 - Ensembl, May 2017
3. Human PubMed Reference:
4. Mouse PubMed Reference:
5. Peter Harper; Lois Reynolds; Tilli Tansey, eds. (2010年), Clinical Genetics in Britain: Origins and development, Wellcome Witnesses to Contemporary Medicine, History of Modern Biomedicine Research Group, pp. 118-119, ISBN 978-0-85484-127-1, http://www.histmodbiomed.org/witsem/vol39, Wikidata Q29581774
6. “Protein sequence of human EMD (Uniprot ID: P50402)”. Cardiac Organellar Protein Atlas Knowledgebase (COPaKB). 4 March 2016時点のオリジナルよりアーカイブ。16 September 2015閲覧。
7. “Identification of a novel X-linked gene responsible for Emery–Dreifuss muscular dystrophy”. Nature Genetics 8 (4): 323–7. (Dec 1994). doi:10.1038/ng1294-323. PMID 7894480.
8. “Emerin deficiency at the nuclear membrane in patients with Emery–Dreifuss muscular dystrophy”. Nature Genetics 12 (3): 254–9. (Mar 1996). doi:10.1038/ng0396-254. PMID 8589715.
9. “The Emery–Dreifuss muscular dystrophy protein, emerin, is a nuclear membrane protein”. Human Molecular Genetics 5 (6): 801–8. (Jun 1996). doi:10.1093/hmg/5.6.801. PMID 8776595.
10. “Heart-specific localization of emerin: new insights into Emery–Dreifuss muscular dystrophy”. Human Molecular Genetics 6 (13): 2257–64. (Dec 1997). doi:10.1093/hmg/6.13.2257. PMID 9361031.
11. “Identification of an emerin-beta-catenin complex in the heart important for intercalated disc architecture and beta-catenin localisation”. Cellular and Molecular Life Sciences 67 (5): 781–96. (Mar 2010). doi:10.1007/s00018-009-0219-8. PMID 19997769.
12. “Distribution of emerin and lamins in the heart and implications for Emery–Dreifuss muscular dystrophy”. Human Molecular Genetics 8 (2): 353–9. (Feb 1999). doi:10.1093/hmg/8.2.353. PMID 9949197.
13. “Entrez Gene: EMD emerin (Emery–Dreifuss muscular dystrophy)”. 2019年11月24日閲覧。
14. Lammerding, J; Hsiao, J; Schulze, PC; Kozlov, S; Stewart, CL; Lee, RT (29 August 2005). “Abnormal nuclear shape and impaired mechanotransduction in emerin-deficient cells.”. The Journal of Cell Biology 170 (5): 781–91. doi:10.1083/jcb.200502148. PMC 2171355. PMID 16115958. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2171355/.
15. Wheeler, MA; Warley, A; Roberts, RG; Ehler, E; Ellis, JA (March 2010). “Identification of an emerin-beta-catenin complex in the heart important for intercalated disc architecture and beta-catenin localisation.”. Cellular and Molecular Life Sciences 67 (5): 781–96. doi:10.1007/s00018-009-0219-8. PMID 19997769.
16. “Emery–Dreifuss muscular dystrophy - a 40 year retrospective”. Neuromuscular Disorders 10 (4–5): 228–32. (Jun 2000). doi:10.1016/s0960-8966(00)00105-x. PMID 10838246.
17. “Emerin deletions occurring on both Xq28 inversion backgrounds”. Human Molecular Genetics 7 (1): 135–9. (Jan 1998). doi:10.1093/hmg/7.1.135. PMID 9384614.
18. “Virology: HIV goes nuclear”. Nature 441 (7093): 581–2. (Jun 2006). doi:10.1038/441581a. PMID 16738646.
19. “Association of emerin with nuclear and cytoplasmic actin is regulated in differentiating myoblasts”. Biochemical and Biophysical Research Communications 303 (3): 764–70. (Apr 2003). doi:10.1016/s0006-291x(03)00415-7. PMID 12670476.
20. “The molecular basis of emerin-emerin and emerin-BAF interactions”. Journal of Cell Science 127 (Pt 18): 3956–69. (Sep 2014). doi:10.1242/jcs.148247. PMC 4163644. PMID 25052089. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4163644/.
21. “Transcriptional repressor germ cell-less (GCL) and barrier to autointegration factor (BAF) compete for binding to emerin in vitro”. The Journal of Biological Chemistry 278 (9): 6969–75. (Feb 2003). doi:10.1074/jbc.M208811200. PMID 12493765.
22. “Emerin binding to Btf, a death-promoting transcriptional repressor, is disrupted by a missense mutation that causes Emery–Dreifuss muscular dystrophy”. European Journal of Biochemistry / FEBS 271 (5): 1035–45. (Mar 2004). doi:10.1111/j.1432-1033.2004.04007.x. PMID 15009215.
23. “The inner nuclear membrane protein emerin regulates beta-catenin activity by restricting its accumulation in the nucleus”. The EMBO Journal 25 (14): 3275–85. (Jul 2006). doi:10.1038/sj.emboj.7601230. PMC 1523183. PMID 16858403. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1523183/.
24. “Emerin interacts in vitro with the splicing-associated factor, YT521-B”. European Journal of Biochemistry / FEBS 270 (11): 2459–66. (Jun 2003). doi:10.1046/j.1432-1033.2003.03617.x. PMID 12755701.
25. “Interaction between emerin and nuclear lamins”. Journal of Biochemistry 129 (2): 321–7. (Feb 2001). doi:10.1093/oxfordjournals.jbchem.a002860. PMID 11173535.
26. “Direct interaction between emerin and lamin A”. Biochemical and Biophysical Research Communications 267 (3): 709–14. (Jan 2000). doi:10.1006/bbrc.1999.2023. PMID 10673356.
27. “Nesprins: a novel family of spectrin-repeat-containing proteins that localize to the nuclear membrane in multiple tissues”. Journal of Cell Science 114 (Pt 24): 4485–98. (Dec 2001). PMID 11792814.
28. “Nesprin-1alpha self-associates and binds directly to emerin and lamin A in vitro”. FEBS Letters 525 (1–3): 135–40. (Aug 2002). doi:10.1016/s0014-5793(02)03105-8. PMID 12163176.
29. “Distinct functional domains in nesprin-1alpha and nesprin-2beta bind directly to emerin and both interactions are disrupted in X-linked Emery–Dreifuss muscular dystrophy”. Experimental Cell Research 313 (13): 2845–57. (Aug 2007). doi:10.1016/j.yexcr.2007.03.025. PMID 17462627.
30. “Nesprin-2 is a multi-isomeric protein that binds lamin and emerin at the nuclear envelope and forms a subcellular network in skeletal muscle”. Journal of Cell Science 118 (Pt 4): 673–87. (Feb 2005). doi:10.1242/jcs.01642. PMID 15671068.
31. “LUMA interacts with emerin and influences its distribution at the inner nuclear membrane”. Journal of Cell Science 121 (Pt 4): 536–48. (Feb 2008). doi:10.1242/jcs.019281. PMID 18230648.

関連文献

• “Nuclear assembly.”. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 13: 669–95. (1998). doi:10.1146/annurev.cellbio.13.1.669. PMID 9442884.
• “Emery–Dreifuss muscular dystrophy.”. Eur. J. Hum. Genet. 10 (3): 157–61. (2002). doi:10.1038/sj.ejhg.5200744. PMID 11973618.
• “Multiple roles for emerin: implications for Emery–Dreifuss muscular dystrophy”. The Anatomical Record Part A: Discoveries in Molecular, Cellular, and Evolutionary Biology 288 (7): 676–80. (2006). doi:10.1002/ar.a.20334. PMC 2559942. PMID 16761279. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2559942/.
• “Transcriptional organization of a 450-kb region of the human X chromosome in Xq28”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90 (23): 10977–81. (1994). doi:10.1073/pnas.90.23.10977. PMC 47904. PMID 8248200. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC47904/.
• “Identification of new mutations in the Emery–Dreifuss muscular dystrophy gene and evidence for genetic heterogeneity of the disease”. Hum. Mol. Genet. 4 (10): 1859–63. (1996). doi:10.1093/hmg/4.10.1859. PMID 8595407.
• “A novel emerin mutation in a Japanese patient with Emery–Dreifuss muscular dystrophy”. Hum. Genet. 97 (5): 693–4. (1996). doi:10.1007/BF02281886. PMID 8655156.
• “Long-range sequence analysis in Xq28: thirteen known and six candidate genes in 219.4 kb of high GC DNA between the RCP/GCP and G6PD loci”. Hum. Mol. Genet. 5 (5): 659–68. (1997). doi:10.1093/hmg/5.5.659. PMID 8733135.
• “Aberrant intracellular targeting and cell cycle-dependent phosphorylation of emerin contribute to the Emery–Dreifuss muscular dystrophy phenotype”. J. Cell Sci. 111 (6): 781–92. (1998). PMID 9472006.
• “Immunocytochemical detection of emerin within the nuclear matrix”. Neuromuscul. Disord. 8 (5): 338–44. (1998). doi:10.1016/S0960-8966(98)00031-5. PMID 9673989.
• “Changes at P183 of emerin weaken its protein-protein interactions resulting in X-linked Emery–Dreifuss muscular dystrophy”. Hum. Genet. 104 (3): 262–8. (1999). doi:10.1007/s004390050946. PMID 10323252.
• “Emerin presence in platelets”. Acta Neuropathol. 100 (3): 291–8. (2001). doi:10.1007/s004019900169. PMID 10965799.
• “HA95 is a protein of the chromatin and nuclear matrix regulating nuclear envelope dynamics”. J. Cell Sci. 113 (21): 3703–13. (2001). PMID 11034899.
• “DNA Cloning Using In Vitro Site-Specific Recombination”. Genome Res. 10 (11): 1788–95. (2001). doi:10.1101/gr.143000. PMC 310948. PMID 11076863. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC310948/.
• “Structural characterization of the LEM motif common to three human inner nuclear membrane proteins”. Structure 9 (6): 503–11. (2001). doi:10.1016/S0969-2126(01)00611-6. PMID 11435115.

外部リンク

• GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Emery–Dreifuss muscular dystrophy
• EMD protein, human - MeSH・アメリカ国立医学図書館・生命科学用語シソーラス（英語）