各種チューブリンの検出に有用な抗体 抗チューブリン抗体（Synaptic Systems社）

抗α-Tubulin抗体（#302008）を使用したメタノール固定マウス線維芽細胞の免疫蛍光染色像
赤色：抗α-Tubulin抗体、緑色：抗Giantin抗体、青色：核（DAPI）

細胞骨格は細胞の構造を内部から補強する役割を担い、さまざまなタンパク質生体高分子で構成されています。これは複雑で動的なネットワークであり、真核生物では、アクチン-マイクロフィラメント、中間径フィラメント、微小管の3つの主要なタンパク質生体高分子から構成されています。これら3種類のフィラメントはすべて会合と解離により、細胞の要件に応じて急速に成長および収縮することができます¹。

微小管は、α-チューブリンとβ-チューブリンが繋がったダイマー（二量体）を基本構成単位としています。これらは重合することでプロトフィラメントとなり、最終的に会合して束となり中空の微小管を形成します。微小管は細胞骨格の重要な構成パーツであり、真核細胞に形状と構造を提供します。さらに微小管は、細胞分裂、細胞内輸送、細胞運動などのプロセスにも関与しています²。

ハウスキーピング遺伝子として、チューブリンはすべての細胞で豊富に発現しているため、ウエスタンブロット実験のローディングコントロールとして頻繁に使用されます。それらは、免疫細胞染色および免疫蛍光染色で微小管ネットワークを可視化するために一般的に使用されるマーカータンパク質でもあります。

通常、微小管の半減期は5～10分とかなり短いですが、一部の翻訳後修飾を受けたチューブリンバリアントは数時間持続することがあります。一般的に、翻訳後修飾は微小管の重合と脱重合を調節し、細胞骨格の動的変化（cytoskeleton dynamics）の微調整に重要な役割を果たしています³。

脱チロシン化／チロシン化：α-チューブリンのC末端のチロシンは遺伝的にコード化されていますが、翻訳後にバソヒビン（Vasohibin）によって除去され、新しく形成されたC末端で遊離グルタミン酸が露出します⁴。このチューブリンバリアントは、Glu-チューブリンと呼ばれることが多く、たとえばニューロンや腎臓の糸球体で観察されます。この脱チロシン化反応は、チューブリン-チロシンリガーゼ（TTL）によって復元することができます。チロシン化されたα-チューブリンは、Tyr-チューブリンと呼ばれ、出生後のマウス胚の生存に不可欠です⁵。

ポリグルタミル化：いくつかのグルタミン酸（典型的に4～6個）が、α-およびβ-チューブリンのC末端部分にあるグルタミン酸残基に付加されます^6,7。このポリグルタミル化されたチューブリンは、たとえばニューロンや有糸分裂紡錘体で観察されます。

δ2-Tubulin

α-チューブリンの最後の2つのアミノ残基の不可逆的な除去により、δ2またはδ2-チューブリンが形成されます。この高度に安定化されたα-チューブリンバリアントはニューロンに局在が限定されているため、ニューロン細胞骨格の標識のマーカーとして頻繁に使用されます⁸。

β-Ⅲ Tubulin

TuJ1としても知られるクラスⅢβ-チューブリンは、中枢および末梢神経系（CNSおよびPNS）に豊富に発現し、胎児および出生後の発育中に顕著に発現します⁹。 また、神経由来でない特定の腫瘍で発現することも報告されています¹⁰。