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Tau蛋白

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Tau蛋白
已知的結構
PDB直系同源搜尋: PDBe RCSB
識別號
別名MAPT;, DDPAC, FTDP-17, MAPTL, MSTD, MTBT1, MTBT2, PPND, PPP1R103, TAU, microtubule associated protein tau, Tau proteins, tau-40
外部IDOMIM157140 MGI97180 HomoloGene74962 GeneCardsMAPT
相關疾病
間質性肺病、​進行性上眼神經核麻痺症、​帕金森氏症、​皮克氏病、​語義性失智症[1]
基因位置(人類
17號染色體
染色體17號染色體[2]
17號染色體
Tau蛋白的基因位置
Tau蛋白的基因位置
基因座17q21.31起始45,894,527 bp[2]
終止46,028,334 bp[2]
RNA表現模式




查閱更多表現資料
直系同源
物種人類小鼠
Entrez
Ensembl
UniProt
mRNA​序列

NM_001038609
​NM_010838
​NM_001285454
​NM_001285455
​NM_001285456

蛋白序列
基因位置​(UCSC)Chr 17: 45.89 – 46.03 MbChr 11: 104.23 – 104.33 Mb
PubMed​查找[4][5]
維基資料
檢視/編輯人類檢視/編輯小鼠

tau蛋白tau proteins)或作τ蛋白濤蛋白[6],是一種廣泛存在於神經元軸突胞體中的微管相關細胞骨架蛋白。在正常生理情況下,tau蛋白多與微管蛋白相結合,有促進微管聚合和穩定的作用。術語「tau」是 tubulin associated unit(微管蛋白相關單位)的縮寫。

tau蛋白屬於一種低分子量微管相關蛋白,在中樞神經系統神經元非常豐富而少見於其它細胞,但在中樞神經系統的星形膠質細胞少突膠質細胞中表現量也很低[7]。在病理狀態下,tau蛋白呈過磷酸化,從微管上解離並變為不溶性,形成雙螺旋狀或直的神經原纖維(neurofibril),導致神經原纖維纏結(neurofibrillary tangles)形成,與神經系統病變(阿茲海默病)相關。

tau蛋白的多種蛋白異型體是由單個基因(人類基因組中為 MAPT,microtubule-associated protein tau,微管相關蛋白tau)mRNA的選擇性剪接而形成的[8][9]。1975年,它們由Marc Kirschner普林斯頓大學的實驗室中發現[10]

功能

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tau蛋白是一種高度可溶的微管相關蛋白(MAP)。與非神經元細胞相較,人體內tau更多地在神經元內發現。tau蛋白的主要功能之一是維持軸突微管的穩定性。而其它神經系統中的MAPs家族蛋白也有著相似的功能,這體現在tau敲除的小鼠並沒有發現其腦組織的發育受到影響。這可能是在tau缺失後,其它MAPs家族蛋白在神經元內起到代償tau的作用,從而繼續維持軸突微管的穩定,保證腦功能的正常運作。[11]tau並不在樹突發揮功能,而主要作用在軸突遠端維持微管的穩定性和必要的靈活性。這與MAP6蛋白(位於軸突近端固定微管)與MAP2(主要維持樹突的穩定性)的功能相對。

Tau蛋白與微管蛋白(Tubulin)相互作用以穩定微管,同時驅動Tubulin在微管內組裝。Tau蛋白通過異構和磷酸化控制微管的穩定性。

結構

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六tau蛋白異構物存在於人類腦部組織中,以在結合區域中的編號為標識。其中三個異構物擁有三個結合區域,其餘三個異構物則有四個。此結合區域位於該蛋白的羥基末端並帶有正電(可與帶負電的微管結合)。而帶有四個結合區域的異構物有更好的穩定微管的功能。此異構物則為tau基因的2、3和10號外顯子選擇性剪切的產物。

tau蛋白可視為一個在最長的tau蛋白異構物上擁有79個絲胺酸蘇胺酸磷酸化位點的磷酸蛋白。有報道稱磷酸蛋白在普通tau蛋白的這些位點上的數量已達到30個左右。

磷酸蛋白同時也受激酶宿主的控制,包括PKN(絲胺酸/蘇胺酸蛋白激酶)。當PKN被活化,便會磷酸化tau蛋白從而造成微管組織破壞。

tau蛋白的磷酸蛋白也被先天性地控制。例如嬰兒中樞神經系統的tau蛋白的磷酸化程度比成人的更高。而所有異構物中的磷酸化程度由於磷酸酶的作用會隨著人年齡的增長而減弱。比如激酶,磷酸酶也在對這個tau蛋白的磷酸蛋白的調節中起到作用。

基因

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臨床意義

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tau蛋白(tau包含物,pTau)的過磷酸化英語Hyperphosphorylation可導致配對的螺旋絲和直絲的纏結的自組裝,其參與阿茲海默病額顳葉失智症,和其他tau蛋白病的發病機理[12]

腦損傷

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相互作用

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另見

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參考文獻

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  1. ^ 與Tau蛋白相關的疾病;在維基數據上查看/編輯參考. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000186868、​ENSG00000276155、​ENSG00000277956 - Ensembl, May 2017
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000018411 - Ensembl, May 2017
  4. ^ Human PubMed Reference:. National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine. 
  5. ^ Mouse PubMed Reference:. National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine. 
  6. ^ 楊雨哲, 孫承洲. 阿茲海默症的成因及治療 30 (3). 2014-09-30 [2015-01-23]. ISSN 2220-6493. (原始內容存檔於2015-01-23). 
  7. ^ Shin RW, Iwaki T, Kitamoto T, Tateishi J. Hydrated autoclave pretreatment enhances tau immunoreactivity in formalin-fixed normal and Alzheimer's disease brain tissues. Lab. Invest. May 1991, 64 (5): 693–702. PMID 1903170. 
  8. ^ Goedert M, Wischik CM, Crowther RA, Walker JE, Klug A. Cloning and sequencing of the cDNA encoding a core protein of the paired helical filament of Alzheimer disease: identification as the microtubule-associated protein tau. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. June 1988, 85 (11): 4051–5. PMC 280359可免費查閱. PMID 3131773. doi:10.1073/pnas.85.11.4051. 
  9. ^ Goedert M, Spillantini MG, Jakes R, Rutherford D, Crowther RA. Multiple isoforms of human microtubule-associated protein tau: sequences and localization in neurofibrillary tangles of Alzheimer's disease. Neuron. October 1989, 3 (4): 519–26. PMID 2484340. doi:10.1016/0896-6273(89)90210-9. 
  10. ^ Weingarten MD, Lockwood AH, Hwo SY, Kirschner MW. A protein factor essential for microtubule assembly. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. May 1975, 72 (5): 1858–62. PMC 432646可免費查閱. PMID 1057175. doi:10.1073/pnas.72.5.1858. 
  11. ^ Harada A, Oguchi K, Okabe S, Kuno J, Terada S, Ohshima T, Sato-Yoshitake R, Takei Y, Noda T, Hirokawa N. Altered microtubule organization in small-calibre axons of mice lacking tau protein. Nature. June 1994, 369 (6480): 488–91. PMID 8202139. doi:10.1038/369488a0. 
  12. ^ Alonso A, Zaidi T, Novak M, Grundke-Iqbal I, Iqbal K. Hyperphosphorylation induces self-assembly of tau into tangles of paired helical filaments/straight filaments. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. June 2001, 98 (12): 6923–8. PMC 34454可免費查閱. PMID 11381127. doi:10.1073/pnas.121119298. 

擴展閱讀

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外部連結

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