Happy Mathart Map 細胞の中の小さな包装係：クラスリン / A Tiny Packaging Attendant in The Cell: Clathrin
クラスリン複合体
Clathrin complex (triskelion)
2019年ロンドン医学研究所、イギリス
Institute of Medical Sciences, London, UK in 2019
細胞の中の小さな包装係
真核細胞には膜輸送というユニークな物流システムがあり、タンパク質などの生体分子を小さな球状の膜（小胞）に乗せて輸送します。クラスリンは構造タンパク質で小胞をつくるときに必要となります。クラスリン複合体（triskelion）は、中心から3方向に渦巻くように伸びた形をしています（3価の頂点と辺に相当）。膜をちぎって小胞をつくるときに、クラスリン複合体が足場となり、膜を小胞体から包み込むように自己集合しながらかご状構造体を形成します。かご状構造体は主にフラーレンの様な形（頂点は3価、面は五角形と六角形）です。この論文では低温電子顕微鏡を用いて、サツマイモ、テニスボール、樽、りんご、等のあだ名がつけられたかご状構造体を観察して、大きさや形の異なるかご状構造体を上手に編み上げるクラスリンの状態を考察しています。ここでは論文の中から２つ、「テニスボール」C36:14D2dと「樽」C36:15D6hを選んでいます。これらはともにC36フラーレン構造体です。この構造体には15種類の異なる形が考えられるのですが、その中でも自然に形成されやすい形（自己集合しやすい形）がこれら2つの形になります。これらは幾何学的な観点から予想されています。
C36:14D2dとC36:15D6h
C36フラーレン構造体には15種類の異なる形が考えられ、その２つにあたります（14番目と15番目）。頂点は３６（３価ｘ３６）、面は２０（五角形ｘ１２、六角形ｘ８）。C36:14D2dは少しいびつなボールな形で、テニスそすると変な方向に飛び跳ねそうです。180度（=360/2）回転しても形が同じに見える軸があり、その軸を立てて横から見ると、形が上下でねじれています。これは半角柱のような対称性です。C36:15D6hは角ばった樽のような形です。６０度（=360/6）回転しても形が同じに見える軸があり、その軸を立てて横から見ると、形が上下で同じです。これは角柱のような対称性です。
A Tiny Packaging Attendant in The Cell
Eukaryotic cells have a unique logistics called membrane trafficking, in which various molecules are transported via vesicle. Clathrin is a structural protein, which plays an important role in formation off vesicles. Clathrin complex (triskelion) in a shape f triple spiral radiating from the center (corresponds to a 3-deg vertex with edges) is a construction unit of cage-like structures. Self-assembly of clathrin occurs on the membrane surface as it coats the vesicle being pinched off from the membrane. Many clathrin cages resemble fullerene structures (3-deg, 5-gon and 6-gon). In this paper, some of clathrin cages termed "mini-coat", ""sweet potato", "barrel", "tennis ball", and "big apple" were characterized by cryo-electron microscopy, providing insights into how clathrin forms a variety of cages with different sizes and shapes. Picked up here are the "tennis ball" C36:14D2d and "barrel" C36:15D6h, naturally observed clathrin cages that belong to C36 fullerene structures. Although there are 15 different shapes for C36 fullerene structures, there two are the favorable shapes for self-assembly as shown by a theoretical study based on geometry.
C36:14D2dとC36:15D6h
These are the 14th and 15th isomers of C36 fullerene structures. It has 36 vertices (30-deg x 36) and 20 faces (5-deg x 12 and 6-gon x8). C36:14D2h is like a ball which may bounce irregularly in playing tennis. It has a 2-fold rotation axis, and, by standing it upright, the upper and lower parts looks twisted. It has anti-prism-like symmetry. C36:15D6h is like a hexagonally angulates barrel. It has a 6-fold rotation axis, and, by standing it upright, the upper and lower parts look the same. It has prism-like symmetry.
