タリン (タンパク質)

タリンの概要

タリン（英: talin）は、高分子量の細胞骨格タンパク質であり、主に細胞と基質、さらにはリンパ球における細胞間接触に関与しています。1983年にKeith Burridgeらによって発見されたこのタンパク質は、細胞質基質に普遍的に存在し、特にフォーカルアドヒージョン部位で高い濃度で見られます。

タリンの主な機能は、インテグリンをアクチン骨格に直接、または間接的に結びつけることです。この過程は、ビンキュリンやα-アクチニンといった他のタンパク質との相互作用を介して行われます。また、タリン1はマイクロ流体デバイスを用いた研究においてがん細胞の血管外遊出機構に関与していることが示されており、接着、トランスエンドセリーマイグレーション、浸潤といった多くの段階に影響を与えます。

タリンとインテグリンの関係

インテグリンは細胞外マトリックスとの接着や他の細胞への接着に深く関与しています。このため、タリンは細胞膜内におけるインテグリンの分布と同様のパターンを示します。インビトロでの研究からは、タリンとインテグリンとの間に親和性は低いものの、相互作用があることが示されており、タリンは他の細胞骨格タンパク質であるビンキュリンにも強く結合します。また、タリンはカルパインIIというプロテアーゼの基質でもあり、この酵素も細胞-基質接触部位に局在しています。

機械的特性と役割

タリンは機械受容タンパク質としての特性を持ち、インテグリンとアクチンの結びつきを介してメカノトランスダクションにおいて重要な役割を果たします。タリンが機械的に引き伸ばされると、ビンキュリンとの結合が促進されます。具体的には、タリンが細胞接着時に伝達する機械的力は7–10 pNとされ、また、外部環境の剛性を検知する能力もあります。これにより、タリンによって形成される機械的連結が阻害された細胞は、柔らかい表面と硬い表面を区別できなくなります。

タリンの構造

タリンは、C末端にロッドドメイン、大きなαヘリカルバンドルを持ち、N末端にはFERMドメインと3つのサブドメイン（F1、F2、F3）を含みます。特にF3サブドメインはインテグリンβ鎖のテール領域への結合において高い親和性を示します。このF3サブドメインがインテグリンの活性化に必要不可欠であることがわかっています。

タリンのロッドドメイン内に位置するミドルドメインは、5本のαヘリックスからなる構造をしており、特にビンキュリンとの結合に関連する部位を含んでいます。この部位が活性化されることで、ビンキュリンが細胞接着を安定化させる複合体を形成します。また、VBS（ビンキュリン結合部位）はタリンやタリン様分子に特有のドメインであり、インテグリンを介した細胞-基質接触を安定化させます。

インテグリンの活性化過程

タリンはインテグリン活性化の過程においても重要な役割を果たします。タリンのF3サブドメインがインテグリンへの結合可能な状態になることで、下記の3段階の過程が進行します。
1. F3サブドメインが自己阻害相互作用から解放され、結合可能になる。
2. F3がβ3インテグリンの遠位部位に結合し、インテグリンが低親和性のコンフォメーションを維持する。
3. 最終的にF3がインテグリンの近位部位に結合し、構造変化を引き起こします。

ヒトにおけるタリンのホモログにはTLN1とTLN2が存在し、これらは同様の機能を果たしています。タリンは細胞接着やメカノトランスダクションにおいて不可欠な要素であり、細胞生物学の研究において重要な焦点となっています。

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