パネキシン(、ギリシャ語の「παν(すべての)」およびラテン語の「nexus(結合・接続)」に由来)は、無脊椎動物のとの相同性(ホモロジー)によって同定された脊椎動物のタンパク質ファミリーである。イネキシンが無脊椎動物においてギャップ結合の形成を担うのに対し、パネキシンは主に細胞内と細胞外領域をつなぐ大型の膜貫通チャネルとして存在し、これらの区画間でのイオンや小型分子(ATPやスルホローダミンBなど)の通過を可能にすることが示されている。
脊索動物においては、Panx1、Panx2、Panx3の3種類のパネキシンが確認されている。
機能 パネキシンは、1000 Da未満の分子を輸送するための非ギャップ結合型の膜貫通チャネルを形成することができる。これらのヘミチャネル(単一細胞膜上の半チャネル)は、細胞膜(形質膜)、小胞体(ER)、およびゴルジ体の膜に存在し得る。これらはCa²⁺、ATP、イノシトール三リン酸、その他の小分子を輸送し、コネキシンサブユニットよりも容易にヘミチャネルを形成することができる。(Panx1)およびパネキシン2(Panx2)は、ニューロンにおけるチャネル機能を担っており、虚血性脳損傷に関与している。
パネキシン1は、プリン作動性受容体との相互作用を通じて、自然免疫の初期段階に関与していることが示されている。P2X7受容体へのATPの結合によるパネキシンチャネルの活性化は、インターロイキン-1β(IL-1β)の放出を引き起こす。
神経系におけるパネキシンの仮説上の役割としては、感覚伝達処理、海馬と皮質間の同期現象、海馬の可塑性、およびカルシウム波の伝播への関与などが挙げられている。カルシウム波はグリア細胞によって維持されており、グリア細胞はニューロンの代謝の維持や調節を支援している。仮説の1つによると、パネキシンは虚血後の神経損傷やその後の細胞死といった病理的反応にも関与している可能性がある。
パネキシン1チャネルは、細胞からのATP放出の経路となっている。
コネキシンとの関係 ヒトを含む脊椎動物における細胞間のギャップ結合は、コネキシンファミリーのタンパク質によって形成される。構造面において、パネキシンとコネキシンは非常に類似しており、いずれも4つの膜貫通ドメイン、2つの細胞外ループ、1つの細胞内ループ、ならびに細胞内のN末端およびC末端のテール部から構成されている。このような共有されたトポロジー(膜貫通構造)にもかかわらず、これら両タンパク質ファミリー間には、共通の祖先を確証を持って推論できるほどの配列類似性は存在しない。
(VRAC)を形成するLRRC8タンパク質(など)のN末端部分()も、パネキシンと関連している可能性がある。
ニシツメガエル(Xenopus tropicalis)のパネキシンの立体構造()が解明されており、七量体の円盤状構造を形成していることが明らかにされている。ヒトのパネキシンの構造()もこれと類似している。
臨床的意義 パネキシン1のナンセンス変異(タンパク質短縮型変異)は、がん細胞がATPの放出を介して微小循環中の機械的伸展環境(物理的ストレス)下での生存を可能にし、乳がんや大腸がんの肺への転移を促進することが示されている。
パネキシンは腫瘍の発達プロセスに関与している可能性がある。特に、PANX2の発現レベルは、グリオーマ(脳腫瘍)患者の診断後の生存期間を予測する要因となる。
痛風治療薬として確立されているプロベネシドによって、コネキシンによって形成されるチャネルとパネキシンによって形成されるチャネルを見分ける(識別する)ことが可能となる。プロベネシドはコネキシンチャネルには影響を与えないが、パネキシン1チャネルを阻害する。 脚注