ビンキュリン

ビンキュリン（vinculin）は、アダプタータンパク質(adaptor protein)の1つで、細胞接着の接着装置を構成する細胞膜裏打ちタンパク質の1つである。インテグリン （integrin） が細胞骨格（cytoskeleton）のアクチンフィラメント に結合するのを仲介し、細胞接着・伸展を制御する。ビンキュリンファミリー(vinculin family)を形成している。

VCL
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 1RKC, 1RKE, 1SYQ, 1TR2, 2GWW, 2IBF, 3H2U, 3H2V, 3MYI, 3TJ5, 3TJ6, 3VF0, 4DJ9, 4EHP, 1YDI, 2HSQ, 3RF3, 3S90, 4LN2, 4LNP, 4PR9, 3JBK
識別子
記号	VCL, CMD1W, CMH15, HEL114, MV, Mvinculin
外部ID	OMIM: 193065 MGI: 98927 HomoloGene: 7594 GeneCards: VCL
遺伝子の位置 (ヒト) 染色体 10番染色体 (ヒト)[1] バンド データ無し 開始点 73,995,193 bp[1] 終点 74,121,363 bp[1]
遺伝子の位置 (マウス) 染色体 14番染色体 (マウス)[2] バンド データ無し 開始点 20,979,466 bp[2] 終点 21,083,744 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 • beta-catenin binding • dystroglycan binding • 構造分子活性 • 血漿タンパク結合 • actin binding • alpha-catenin binding • ubiquitin protein ligase binding • cadherin binding 細胞の構成要素 • 細胞質 • 細胞外ベシクル • 細胞質基質 • outer dense plaque of desmosome • 膜 • cell-cell junction • 焦点接着 • cell-substrate junction • 接着結合 • 細胞膜 • inner dense plaque of desmosome • terminal web • 細胞外領域 • 細胞結合 • 刷子縁 • actin cytoskeleton • zonula adherens • 脂質ラフト • 付着筋膜 • コスタメア • 細胞骨格 • エキソソーム • ポドソーム • secretory granule lumen • specific granule lumen • ficolin-1-rich granule lumen • 筋鞘 生物学的プロセス • regulation of cell migration • 筋収縮 • adherens junction assembly • epithelial cell-cell adhesion • platelet degranulation • 上皮の形態形成 • 細胞接着 • negative regulation of cell migration • protein localization to cell surface • axon extension • cell-matrix adhesion • platelet aggregation • apical junction assembly • lamellipodium assembly • 好中球脱顆粒 出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
種	ヒト	マウス
Entrez	7414	22330
Ensembl	ENSG00000035403	ENSMUSG00000021823
UniProt	P18206	Q64727
RefSeq (mRNA)	NM_003373 NM_014000	NM_009502
RefSeq (タンパク質)	NP_003364 NP_054706	NP_033528
場所 (UCSC)	Chr 10: 74 – 74.12 Mb	Chr 10: 20.98 – 21.08 Mb
PubMed検索	[3]	[4]
ウィキデータ
閲覧/編集 ヒト 閲覧/編集 マウス

発見

1979年、イスラエルにあるワイツマン科学研究所のベンジャミン・ガイガー（Benjamin Geiger）が、ニワトリ砂嚢から分子量130kDaの新しいタンパク質を単離し、抗体を作り、蛍光抗体法で培養細胞内での局在を調べると、接着斑に特異的に局在することを見出した。接着斑に特異的に局在するタンパク質は他にもあったが、それらとは異なる新しいタンパク質だった^[5]。

翌1980年、ガイガーは、そのタンパク質が、アクチンフィラメント を細胞膜に結合させるタンパク質だと想定し、ラテン語の「vinculum」 (“bond（結合する）, link（リンクする）”という意味)にタンパク質の接尾語「in」を加え、「vinculin」と命名した^[6]。

分布

線虫からヒトまで、いろいろな組織・器官の細胞内にある。細胞内では、細胞－基質間接着の結合装置である接着斑(focal adhesion)と細胞-細胞間接着の結合装置である接着結合（アドヘレンス・ジャンクション、adherens junction）の両方に存在する。

構造と結合分子

ビンキュリンは、タンパク質であり、分子量は最初、130kDaと発表されたが、現在は117kDaとされている。

ビンキュリンのドメイン構造は、N末端側の90kDaの頭部、C末端側の25kDaの尾部、それらをつなぐ5kDaのリンカー領域（英語では「neck」（首）と呼ぶ）からできている。

ビンキュリンのドメイン構造

• 頭部は酸性で、約110アミノ酸残基の2回（線虫）または3回（脊椎動物）の繰り返し構造があり、タリン(talin)、αアクチニン（α-actinin）、αカテニン（α-catenin）に結合する。

• リンカー領域はプロリンに富み、ビネキシン(vinexin)、血管拡張薬促進リンタンパク質（vasodilator-stimulated phosphoprotein）、ポンシン（ponsin）、アクチン重合の核形成因子Arp2/3に結合する。

• 尾部はアルカリ性で、F-アクチン , パキシリン（paxillin）、ホスファチジルイノシトール4,5-ビスリン酸 (PIP₂)に結合する。

ビンキュリンは、不活性な状態では、ビンキュリンの頭部と尾部が結合し、細胞質に存在する。この時、上記の結合分子とは結合していない。活性化されると、ビンキュリンの頭部と尾部の結合が離れ、頭部、中央のリンカー領域、尾部の3つの部位は上記の結合分子と結合し、細胞膜裏打ち部分に集まり、結合装置を作る。ビンキュリンを活性化の仕組みは、現在、論争中である。

機能

ビンキュリンは、細胞接着・伸展を制御する。ビンキュリン量が低下すると、ストレスファイバーが減り、接着斑形成が減少し、細胞は接着できず、細胞伸展もできない。

細胞内張力は、接着斑でのビンキュリンとテーリンの結合に影響する。また、接着結合（アドヘレンス・ジャンクション）でのビンキュリンとαカテニンの結合にも影響する。これらのことから、ビンキュリンは機械的力を化学的信号に変えるメカノトランスダクション(mechanotransduction)に関与していると考えられる。

遺伝子

1990年、英国のクリッチャリーの研究室が、ヒトのビンキュリン遺伝子の全構造を決定した^[7]。ヒトでは、1,066アミノ酸残基からなり、遺伝子は1つで、染色体上の位置は10q11.2-qterである。

疾患

ビンキュリンの遺伝子を欠損させるマウスの実験で、ビンキュリンに異常があると、脳や心臓に欠陥が生じ、発育不全が起こるか死亡する。そのことから、ヒトでも、ビンキュリンの異常は、拡張型心筋症（dilated cardiomyopathy）や突然死（sudden death）を引き起こすと想定される^[8]。