タウタンパク質
反復性の軽度外傷性脳損傷は、現在ではコンタクトスポーツ(特にアメリカンフットボール)や、軍隊における爆風の震動による脳損傷の中心的要素であると認識されている。慢性外傷性脳症へとつながることもあり、この疾患は過剰にリン酸化されたタウによる神経原線維変化で特徴づけられる。
脳の細胞外空間における高レベルのタウタンパク質は、脳外傷後の予後不良と関連している。
ヒトの脳組織には6種類のタウのアイソフォームが存在しており、それらは結合ドメインの数によって区別される。3種類のアイソフォームは3つの結合ドメインを持っており、その他は4つの結合ドメインを持っている。結合ドメインはタンパク質のC末端に位置しており、正に帯電している(それによって負に帯電して微小管に結合することができる)。4つの結合ドメインを持つアイソフォームは、3つのものよりも強い微小管安定化効果を持つ。タウはリン酸化タンパク質であり、最も長いアイソフォームにはセリン/スレオニンのリン酸化部位が79か所存在する。正常なタウタンパク質は、これらのうち約30か所がリン酸化されているという報告がある。
タウのリン酸化は、PKN(英語版)を含む、セリン/スレオニンキナーゼによって調節される。PKNが活性化されるとタウをリン酸化し、微小管構造が破壊される。タウのリン酸化は発生段階でも調節されている。例えば、胚の中枢神経系のタウは成体のタウよりも高度にリン酸化されている。6つの全てのアイソフォームのリン酸化度は、ホスファターゼの活性化のために年齢とともに低下する。キナーゼと同様に、ホスファターゼもタウのリン酸化を調節している。例えば、PP2AとPP2Bはともにヒトの脳組織に存在し、396番のセリン残基を脱リン酸化する能力を持つ。これらのホスファターゼのタウへの結合は、タウの微小管への結合に影響を与える。