最初にメラニン色素が合成される仕組みについて考えてみましょう。
メラニン色素であるユーメラニンとフェオメラニンは色素生成細胞(メラノサイト)の中にある袋状のメラノソームの中で複雑な過程を経て合成されます。 下図はメラノサイトの簡単なイメージ画です。
メラノサイトは表面にあるタンパク質:MC1R(melanocortin 1 receptor メラノコルチン1レセプター=Eタンパク)と呼ばれる受容体で色素細胞刺激ホルモン・αMSH(melanocyte stimulating hormon、メラノトロピン)から刺激を受け、それを伝えることによりメラノサイトの中にある袋状のメラノソーム内にて無色の化合物プレメラニンがユーメラニンに変換する作用が行われます。
関連:≫E遺伝子座
しかしアグーチタンパク(アグーチペプチド)がメラノサイト刺激ホルモン受容体(MC1R)と結びついてαMSHの刺激を抑えるとメラノソーム内でユーメラニンは合成されず、かわりにフェオメラニンが合成されることになります。
つまりアグーチタンパクはαMSHから受ける刺激を抑制する働きをしており、またEタンパク(MC1R)はαMSHからの刺激(信号)を受け取ってメラノソームにそれを伝える働きをしているのです。
関連:≫A遺伝子座
メラノソームの中で行われるユーメラニンの合成は、アミノ酸の一種であるチロシンがチロシナーゼ酵素により変化し黒くなるというプロセスを辿ります。
メラノソームにチロシンを輸送することによってメラニン生合成を調節しているのがメラノソーム膜貫通タンパク質であるPタンパク(チロシン輸送タンパク)です。
関連:≫P遺伝子座
ユーメラニンは、メラノサイトの中でアミノ酸のチロシン(Tyrosine)からDOPA(dihydroxyphenylalanine)が合成され、このDOPAを基質としてDOPAキノンが作られ、更にDOPAキノンがDOPAクロム、そしてインドールキノンとなり、それが酸化、重合して顆粒状となります。
(フェオメラニンを合成する経路はDOPAキノンから枝分かれしています。DOPAキノンにシスティンが加わって合成されたシステイニルドDOPAからフェオメラニンは合成されます。)
関連:C遺伝子座
チロシナーゼはこのメラニン合成過程において最初の反応を触媒する働き(DOPAキノンの生成)をします。
その後のメラニン合成にはチロシナーゼ関連酵素(Tyrp、dopachrome tautomerase)が作用します。
※図中には書いていませんが、チロシナーゼ関連酵素は詳しく説明するとチロシナーゼ関連酵素1:Tyrp1(tyrosinase related protein-1)とチロシナーゼ関連酵素2:Tyrp2 (DOPAchrome tautomerase,Dct) に分けて考えられています。
関連:≫B遺伝子座
次は以上の働きを次は遺伝子座を中心に据えて見てみましょう。>>遺伝子の働きとメラニンの動き
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