嚢胞性線維症膜コンダクタンス制御因子
CFTR遺伝子は7番染色体長腕q31.2に位置し、1480アミノ酸からなる配列をコードする。通常、507番目のアミノ酸に対応するコドンのDNA配列はATC(相補鎖の3'-TAG-5'と対合する)であり、mRNA上ではAUCとなってイソロイシンをコードする。そして508番目はフェニルアラニンをコードするTTT(相補鎖は3'-AAA-5')で、mRNA上ではUUUとなってフェニルアラニンをコードする。ΔF508変異では、507番目のコドンの3番目C-G塩基対と508番目のコドンの最初の2つのT-A塩基対が欠失し、ATTのDNA配列が残される。ATTはmRNA上ではAUUとなり、AUUはイソロイシンをコードするため、507番目のアミノ酸は変化せず、508番目のアミノ酸であるフェニルアラニンが欠失した形となる。
CFTRの機能はリン酸化とATPに依存したアニオンチャネルであり、特定のアニオン(Clなど)のコンダクタンスを増加させ、電気化学的勾配に従って移動させる。ATPによって駆動されるCTFRのコンフォメーション変化は、アニオンが電気化学的勾配に従って膜を越えて移動する際のゲートを開いたり閉じたりする。これは他のABC輸送体とは対照的であり、これらではATPによって駆動されるコンフォメーション変化によって基質の電気化学的勾配に逆らった、膜を越えた移動が行われる。本質的には、CFTRは開いたコンフォメーション状態で「漏れる」、「壊れた」ABC輸送体として進化したイオンチャネルである。
CFTRには2つのTMDが存在し、それぞれNBDと連結されている。CFTRにはRドメインと呼ばれる他のドメインも存在する。ABC輸送体スーパーファミリーの他のメンバーは、原核生物で栄養素の取り込みに関与していたり、真核生物でさまざまな基質の搬出に関与していたりする。ABC輸送体は、ATPの加水分解による自由エネルギーを、基質の電気化学的勾配に逆らった、細胞膜を挟んだ移動に変換するために進化したものである。ABC輸送体には2つの主要なコンフォメーションが存在し、1つは積み荷結合部位が細胞質側を向いた内向きの状態(ATP非結合状態)、もう1つは外向きの状態(ATP結合状態)である。各NBDへのATPの結合はNBDの二量体化を引き起こし、膜貫通ヘリックスの再配置をもたらす。これによって積み荷結合部位のアクセス性が内向きから外向きへ変化する。ATPの結合とその後の加水分解によって内向きと外向きの積み荷結合部位が交互に露出することで、電気化学的勾配に逆らった一方向への積み荷の輸送が保証される。
嚢胞性線維症膜コンダクタンス制御因子(のうほうせいせんいしょうまくコンダクタンスせいぎょいんし、英: cystic fibrosis transmembrane conductance regulator、略称: CFTR)は、脊椎動物に存在する膜タンパク質かつ塩素チャンネル(英語版)であり、CFTR遺伝子にコードされる。
CFTR遺伝子はABC輸送体型のイオンチャネルをコードし、上皮細胞の細胞膜を越えて塩化物イオンを透過させる。塩化物イオンチャネル機能に影響を与えるCFTR遺伝子の変異は肺、膵臓などの器官の上皮を覆う液体の輸送の調節異常をもたらし、嚢胞性線維症を引き起こす。合併症としては、高頻度の呼吸器感染症を伴う肺粘液の粘性の増加や、膵臓の機能不全による栄養不良や糖尿病などが挙げられる。これらの症状は、慢性的な障害や寿命の短縮につながる。男性では、発生中の精管(精索)や精巣上体で管内分泌の異常による閉塞と破壊が進行し、先天性精管欠損症(英語版)や男性不妊の原因となるようである。
CFTRは、関連する疾患の治療のための薬剤標的となっている。イバカフトル(英語版)(商標名: Kalydeco、開発名: VX-770)は、CFTRに特定の変異を有する嚢胞性線維症患者を対象として2012年にFDAの承認を受けた薬剤である。イバカフトルはバーテックス・ファーマシューティカルズが嚢胞性線維症財団(英語版)と共同で開発した薬剤で、病気の症状ではなく根本的な原因を治療する初めての薬剤である。2012年で最も重要な新薬、"a wonder drug"(驚異の薬)とも呼ばれたが、年間30万米ドル以上の費用がかかる最も高価な薬剤の1つであり、バーテックス社には高額な費用に対する批判もある。