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発生:ZP3のZP-Nドメインの結晶構造から明らかになった動物の卵外被のコアの折りたたみ

Nature 456, 7222 doi: 10.1038/nature07599

卵の細胞外マトリックス(透明帯)と精子間の種特異的な認識は、哺乳類の受精における最初の、そして重要な過程である。透明帯繊維の構成成分であるZP3とZP2は精子の受容体として働き、これらに対応する遺伝子のどちらかを欠くマウスでは透明帯のない卵が作られ、完全に不妊となる。哺乳類以外の動物の卵黄膜中のこれに相当するタンパク質や、真核生物の他の分泌タンパク質と同様に、透明帯サブユニットは「透明帯(ZP)ドメイン」モジュールを用いて重合し、その保存されたアミノ末端部分(ZP-N)が自身のドメインを構成すると考えられている。ZPドメインをもつタンパク質の原子構造は報告されておらず、受精に必須で精子と卵の結合に直接関与している保存された脊椎動物のタンパク質についての構造情報はない。今回我々は、マウスの主要な精子受容体ZP3のZP-N断片の2.3Å分解能の構造について述べる。ZP-Nの折りたたみは、重合に関係するとされている不変チロシン残基とE′ストランドが特徴であるβシート拡張部分をもつ、免疫グロブリンスーパーファミリーの新しいサブタイプである。この構造は、ZP2や他の脊椎動物の透明帯/卵黄膜のタンパク質のN末端領域内にZP-N繰り返し構造が存在することの強い証拠となり、多精子受精や種形成に対する受精後の障害となっている卵外被構築物全体に影響を及ぼす。またこの構造は、ZPドメインをもつタンパク質の突然変異によって起こるヒト疾患の解明や、ホルモン以外の新しい避妊法の開発のための重要な枠組みを提供する。

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