メタロチオネインの部屋　　　

　　　　　　　　　　　　　　　
　　

・メタロチオネインの性質


　1957年に米国のMargoshesとValleeによってウマ腎皮質からカドミウム結合蛋白質として単離されたメタロチオネインは、哺乳類をはじめ両生類、爬虫類、鳥類、魚類、無脊椎動物などの動物全般から植物や真核生物、原核生物に至るまで広くその存在が確認されており、最も古い起源から保存されてきたタンパク質の一つである。そのため、生理学的にも重要な役割を担ってきたと考えられている。

１．メタロチオネインの特徴

　　　　　　　
・低分子量（約7,000）の金属結合蛋白質である
・多くの生物種で存在が確認されている（哺乳類, 両生類, 爬虫類, 鳥類, 魚類無脊椎動物, 植物, 真核生物, 原核生物など）
・哺乳類で４種の亜型が存在する（MT-I, MT-II, MT-III, MT-IV）
・システイン残基が多く（20個）、芳香族アミノ酸を含まない
・熱や酸に安定である
・様々な要因・刺激によってその合成が誘導される
・金属に対する親和性が高い
・アルキル化剤と反応しやすい
・フリーラジカル消去作用を有する
　Reactive oxygen species (ROS) : Superoxide anion (O2-), Hydrogen peroxide (H2O2), Hydroxyl radical (･OH)
　Reactive nitrogen species (RNS): Nitric oxide (NO), Peroxynitrite (ONOO-),

２．メタロチオネインの生理機能


メタロチオネイン-I/II （アミノ酸61個）
・重金属の毒性軽減
・重金属の蓄積
・亜鉛や銅の代謝調節
・抗酸化作用
・細胞の増殖・分化
・制癌剤の副作用軽減
・制癌剤耐性
・化学発がんの防御
メタロチオネイン-III（アミノ酸68個）
・神経突起の成長抑制
・アルツハイマー病との関連性
・抗酸化作用
メタロチオネイン-IV（アミノ酸62個）
・ほとんど不明

３．メタロチオネイン誘導金属


・メタロチオネイン結合タイプ　：Cd, Zn, Cu, Hg, Au, Ag, Bi, Pb など
・メタロチオネイン非結合タイプ：Ni, Co, Mn, Fe など

４．メタロチオネイン結合能


Ag(I) > Hg(II) > Bi (III) > Cu(I) > Cd(II) > Zn(II) > Pb(II)

５．メタロチオネイン（サブ）アイソフォームのアミノ酸配列


Mouse metallothionein:
MT-1 ：MDPNCSCSTG GSCTCTSSCA CKNCKCTSCK KSCCSCCPVG CSKCAQGCVC KGAADKCTCC A
MT-2 ：MDPNCSCASD GSCSCAGACK CKQCKCTSCK KSCCSCCPVG CAKCSQGCIC KEASDKCSCC A
MT-3 ：MDPETCPCPT GGSCTCSDKC KCKGCKCTNC KKSCCSCCPA GCEKCAKDCV CKGEEGAKAE AEKCSCCQ

Human metallothionein:
MT-1A：MDPNCSCATG GSCTCTGSCK CKECKCTSCK KSCCSCCPMS CAKCAQGCIC KGASEKCSCC A
MT-1B：MDPNCSCTTG GSCACAGSCK CKECKCTSCK KCCCSCCPVG CAKCAQGCVC KGSSEKCRCC A
MT-1E：MDPNCSCATG GSCTCAGSCK CKECKCTSCK KSCCSCCPVG CAKCAQGCVC KGASEKCSCC A
MT-1F：MDPNCSCAAG VSCTCAGSCK CKECKCTSCK KSCCSCCPVG CSKCAQGCVC KGASEKCSCC D
MT-1G：MDPNCSCAAG VSCTCASSCK CKECKCTSCK KSCCSCCPVG CAKCAQGCIC KGASEKCSCC A
MT-1H：MDPNCSCEAG GSCACAGSCK CKKCKCTSCK KSCCSCCPLG CAKCAQGCIC KGASEKCSCC A
MT-1X：MDPNCSCSPV GSCACAGSCK CKECKCTSCK KSCCSCCPVG CAKCAQGCIC KGTSDKCSCC A
MT-2A：MDPNCSCAAG DSCTCAGSCK CKECKCTSCK KSCCSCCPVG CAKCAQGCIC KGASDKCSCC A
MT-3A：MDPETCPCPS GGSCTCADSC KCEGCKCTSC KKSCCSCCPA ECEKCAKDCV CKGGEAAEAE AEKCSCCQ


・メタロチオネイン遺伝子欠損マウスを用いた毒性解析


　メタロチオネインは表2に示すように様々な生理機能を有することが報告されているが、その一方で否定的な論文も散見され不明確な点が数多く残されている。近年、遺伝子工学的手法を用いて、メタロチオネイン過剰発現マウスやメタロチオネイン欠損マウスなどのメタロチオネイン遺伝子改変マウスが作製され（表3）、メタロチオネインに関するこれまでの問題点の解決や新たな生理機能の解明のための実験モデルとして利用されている。

１．メタロチオネイン遺伝子改変マウス


マウス................................ .系統.......................... MT発現
MT過剰発現マウス　　　　　
　MT-I過剰発現マウス................C57BL/6 & SJL.............肝臓で16倍増加
　MT-III過剰発現マウス..............C57BL/6 & SJL.............脳で3.4倍増加
　MT-IIa心臓過剰発現マウス.....FVB....................................心臓でのみ10-130倍増加
MT遺伝子欠損マウス　　　　
　MT-I/II欠損マウス ...................C57BL/6 & OLA129...............-
　MT-I/II欠損マウス....................129/Sv..........................................-
　MT-III欠損マウス......................129/Sv..........................................-


・メタロチオネイン情報（Link）
　メタロチオネイン標品（Enzo Life Science）
　メタロチオネイン-I（rabbit liver, rabbit liver for cell culture studies）
　メタロチオネイン-II（rabbit liver, rabbit liver for cell culture studies）
　メタロチオネイン-III（human recombinant）

　メタロチオネイン標品（bestenbalt）Products

・メタロチオネイン抗体（コスモバイオ）---　抗体検索「metallothionein」を入力

・メタロチオネインノックアウトマウス（Jackson Laboratory）
　　メタロチオネイン-I/II、メタロチオネイン-III