アミロイドーシス コラム

アミロイドーシスの原因はすべてヘルペス感染によって溶解感染のために崩壊して壊死してしまった細胞のあらゆる蛋白質の最終的なゴミがアミロイドです。Part2更新2024.3.31

投稿日:2024年3月29日 更新日:

前回の続きとなります。初めての方はこちらから読み始めてください。毎度のことですが極めて詳細に詳細に論述しているので頑張ってついてきてください!!!

 

何故、細胞がヘルペスの溶解感染によって壊死した時にアミロイドーシスが起こるのに正常な細胞では見られないのでしょうか?線維性タンパク質で出来た細胞骨格も細胞外マトリックスも古くなって行くので新陳代謝される必要があります。非常に処理しにくい線維性タンパク質を清浄なアミノ酸まで分解しているのは何でしょうか?あらゆる種類の蛋白をアミノ酸まで分解してくれる酵素が含まれているライソソーム(リソソーム)です。リソソームとは何でしょうか?細胞内の異物や老廃物などの分解を行います。リソソームは細胞内で様々な物質の分解を行う細胞内小器官であり、エンドサイトーシスによって細胞内に取り込まれた膜受容体を分解します。リソソーム内には各種加水分解酵素が存在し、基質をアミノ酸、脂質、糖などにまで分解する。細胞小器官の一種。 水解小体ともいう。 また、リソソームとよぶこともある。 至適pHが酸性域の一群の加水分解酵素をもち、細胞内での消化分解作用をもつ細胞内顆粒(かりゅう)である。リソソームは1層の限界膜に囲まれた細胞小器官で,種々の高分子物質の分解を行っている。 そのためリソソームは多くの加水分解酵素を含んでいる。 これらの酵素は酸性域で働くため,リソソームの内腔のpHは約5となるように調節されている。リソソームは真核生物の細胞小器官の一つである。リソソームの内腔はpH5前後に酸性化されており、種々の加水分解酵素を含む。リソソームは細胞内外成分の分解機能を担い、分解基質はエンドサイトーシス、オートファジーなどの経路によってリソソームに輸送される。リソソームの機能異常は遺伝性疾患のリソソーム病を引き起こす。

リソソームの主な機能は、生体高分子の分解と再利用である。エンドサイトーシスの飲作用(ピノサイト―シス)による細胞外成分や細胞膜成分の分解は、代謝回転、栄養供給などに重要である。上皮増殖因子(EGF)やその受容体(EGFR)などの分解は、シグナル伝達を遮断するうえで重要である。エンドサイトーシスの食作用(ファゴサイトーシス)による病原体、異物、アポトーシス細胞などの分解は、生体防御、抗原提示、自己免疫疾患抑制などに重要である。マクロオートファジーによるサイトゾル成分や細胞小器官の分解は、細胞内の代謝回転、品質管理、飢餓時の栄養供給、抗原提示などに重要である。

 リソソームは細胞内の分解装置としてだけでなく、他にも様々な機能を有している。リソソームのエクソサイト―シスは、損傷した細胞膜の修復、細胞外マトリックスの分解などに関与する。またリソソーム膜の透過性亢進(lysosomal membrane permeabilization)と細胞死との関連も報告されている。リソソームは細胞内小器官の一つで生体膜に囲まれた酸性小胞であり、様々な分解酵素を内包しています。 また、リソソームは不要な物質を分解することで生体内恒常性の維持に寄与しています。リソソーム膜タンパク質は100種類以上存在し、多くは内腔側に向け高度に糖鎖修飾されている。それらの糖鎖修飾は、加水分解酵素の作用から逃れるために重要であると考えられている。

リソソーム病(ライソゾーム病、リソゾーム病、リソソーム蓄積症、lysosomal disease、lysosomal storage disease/disorder)は、リソソーム酵素の欠損や輸送障害によって発症する遺伝性疾患である。1963年にHersによってリソソーム病の概念が確立された。リソソーム酵素が欠損すると、リソソーム内に未分解の基質が大量に蓄積する。現在までに約60種類のリソソーム病が知られており、多くは劣性遺伝形式である。罹病率は出生5000-8000人あたり1人である。我が国では「ライソゾーム病」という名称で国の特定疾患(難病)に指定されている。リソソーム病の症状は欠損酵素の種類によって異なるが、肝脾腫、骨変形、中枢神経障害(精神運動発達遅滞、痙攣など)、眼障害、腎障害、心不全などの様々な症状を呈する。治療法として一部の疾患で酵素補充療法(enzyme replacement therapy)、造血幹細胞移植などが行われている。

ムコ多糖の分解障害(ムコ多糖症、Mucopolysaccharidoses) 狭義のムコ多糖はグリコサミノグリカン(glycosaminoglycan略してGAG)のことであり糖鎖であります。 GAGは細胞外マトリックスの構成分子として全身に存在しているのです。

リコサミノグリカンとムコ多糖の違いは何ですか?狭義ではグリコサミノグリカンそのものを指すが、広義では、ヘテロ多糖のうち、アミノ糖を含む多糖の総称で動物性粘性物質の事をムコ多糖とよぶ。ムコ多糖とヘテロ多糖の違いは何ですか?ムコ多糖はヘテロ多糖で,一般に二種の単糖から成る二糖が単位となって繰り返しの構造になっており,二糖の少なくとも一つはカルボキシル基か硫酸基をもち,またアセチル化ないしスルフォン化したアミノ基をもっている。 これらの多糖はポリペプチドの糸に樹枝状に結合して糖蛋白を作っている。ヘテログリカンとは何ですか? 多糖は多数(普通20個以上)の単糖がグリコシド結合によってポリマーを形成したものなのですがこれらの多糖はタンパク質であるポリペプチドの糸に樹枝状に結合して糖蛋白を作っている。しかもです。 1種類の単糖からなる多糖をホモグリカン、数種類の単糖からなる多糖をヘテログリカンと呼びます。「グリカン」は多糖類を意味します。

糖鎖とは一体何でしょうか? グルコース、ガラクトース、マンノース、N-アセチルグルコサミン、N-アセチルガラクトサミン、フコース、キシロース、シアル酸などの糖が複雑に連なって糖鎖を形成する。 細胞表面の糖鎖は、他の細胞(白血球、癌細胞など)、細菌、ウイルス、毒素などが、細胞に接着する際の結合する部位(リガンド)となる。細菌は、宿主の糖鎖と結合するためのレクチンを持つ 。レクチンとは、単糖や糖鎖と可逆的に結合するタンパク質の総称である。このうち、糖鎖に結合する抗体、糖鎖を触媒する酵素は除く。生物およびウイルスから、膨大な種類のレクチンが発見されている。 糖鎖は、蛋白や脂質と結合して、糖蛋白質や糖脂質となり、蛋白や脂質を安定化させ、水分を含み組織を保護したり、細胞表面に発現して細胞間の情報伝達に重要な役割を果たす。そのほとんどの機能は解明されていません。

蛋白質や脂質に糖鎖が結合したものは、複合糖質と呼ばれる。複合糖質には、糖蛋白質、糖脂質、プロテオグリカンに分類される。プロテオグリカンとは、特殊な構造をもつ糖とタンパク質の複合体で、複合糖質の一種である。「プロテオ」はプロテインつまりタンパク質、「グリカン」は多糖類を意味する。

糖鎖の機能と役割は何でしょうか?糖鎖はタンパク質や脂肪に結合し、糖は親水性であるので細胞表面に存在している。構成する糖鎖が1つ違うだけで細胞の性質に大きな違いが出たりする。糖鎖によって細胞の種類を識別できます。例えば 血液型は表面の糖鎖構造の違いによってABOに分けられている。 細胞が癌化すると糖鎖構造に違いが出る。
タンパク質の品質管理も糖鎖によって行われている。 古くなったり、傷ついた細胞の糖鎖を認識して、分解、新陳代謝の指標となる。糖鎖はタンパク質の保護もしており 細胞表面を覆っているので、タンパク質や細胞を分解や熱から守る。
一方、細菌やウイルスは感染の入り口や細胞表面の特定の糖鎖を認識して体内に出入りするのです。

増殖したインフルエンザウィルスが細胞外へ出るときシアリダーゼ(酵素)で糖鎖を切って出るが、インフルエンザ薬は、その酵素を阻害し効果を発揮する。シアリダーゼ(酵素)とは糖鎖から酸性糖であるシアル酸を遊離させる加水分解酵素である。 シアル酸は主に糖鎖の末端を修飾しており,生理機能や疾患,ウイルス感染など幅広い生命現象に関わっているのがシアル酸です。シアル酸とは炭素 9 個からなり、アミノ基とカルボン酸(酸性部分)を有するノイラミン酸にアミノ基など置換基を含む修飾体の総称です。ノイラミン酸とは9炭素の単糖である。 形式的には、ピルビン酸とD-マンノサミン(2-アミノ-2-デオキシマンノース)がアルドール縮合した構造を持つ。アルドール縮合とは2 分子のアルデヒドまたはケトンを塩基の触媒作用によって重合させ,β-ヒドロキシアルデヒドまたは β -ヒドロキシケトンを生成する反応です。

糖鎖の薬への応用に糖鎖により薬の活性がコントロールされている。例えばエリスロポエチン(貧血治療薬)は糖鎖が付かないと効果がない薬を生体内に運ぶ。糖鎖の特異的な反応を利用して、目的の臓器に適切に薬を運搬できる技術に応用できる。

グリコサミノグリカンは、長鎖の通常枝分れがみられない多糖。動物の結合組織を中心にあらゆる組織に普遍的に存在する。グリコサミノグリカンは狭義のムコ多糖と言われ、GAGと略される。 硫酸基が付加した2糖の繰り返し構造からなる。うち1つはアミノ糖であり、もう1つはウロン酸またはガラクトースである。

まだまだ書き連ねていくのでここで一旦区切ります!!続きはここを読んでください。

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