オステオカルシン（Osteocalcin）

オステオカルシンは、骨に特異的に存在する非コラーゲン性のタンパク質であり、骨形成に重要な役割を果たしている。オステオカルシンは、骨の基質に埋め込まれ、カルシウムを結びつける能力を持っており、骨の鉱物化を助ける。

特徴と構造

1. 分子構造
   • オステオカルシンは、グルタミン酸残基をカルボキシル化したカルボキシグルタミン酸（Gla）を含む、27〜49のアミノ酸残基からなる小さなタンパク質。
   • このカルボキシグルタミン酸の構造は、カルシウムイオンと強い結合性を持ち、骨の鉱物化に関与する。
2. 分泌と局在
   • オステオカルシンは、主に骨芽細胞から分泌され、骨基質に埋め込まれる。
   • 骨基質の約1〜2%がオステオカルシンで占められており、骨の硬化と石灰化に寄与する。
3. カルシウム結合
   • オステオカルシンはカルシウムを結びつける特性を持ち、骨基質中でヒドロキシアパタイトと結びついて骨の硬化を助ける。

役割と機能

1. 骨の鉱物化
   • オステオカルシンはカルシウムとリン酸を結びつける能力を持ち、ヒドロキシアパタイトの沈着を促進し、骨の硬化をサポートする。
2. 骨形成の調節
   • 骨芽細胞から分泌され、骨の形成とリモデリングを調節する。オステオカルシンは、骨芽細胞の活動を促進し、新しい骨基質の生成を助ける。
3. 骨リモデリング
   • 骨吸収と骨形成のバランスに関与しており、骨の健康を維持する上で重要な役割を果たす。

調節因子

1. ビタミンK
   • オステオカルシンのカルボキシル化にはビタミンKが必要であり、ビタミンKの欠乏があると、オステオカルシンの活性が低下する。
2. エストロゲン
   • エストロゲンはオステオカルシンの分泌を促進し、骨形成を助ける。特に閉経後の女性では、エストロゲンの低下が骨密度の低下を引き起こすことがある。
3. 副甲状腺ホルモン（PTH）
   • 副甲状腺ホルモンはオステオカルシンの分泌を調節し、骨形成を促進する。

病態における役割

1. 骨粗鬆症
   • 骨粗鬆症では、骨芽細胞の機能が低下し、オステオカルシンの分泌も減少することがある。オステオカルシンの不足は、骨密度の低下を助長し、骨折のリスクを高める。
2. 骨代謝異常
   • オステオカルシンの異常な分泌は、骨のリモデリングに悪影響を与えることがある。