Do GTPase activating protein ArfGAPs perform "shipping inspection"?

• Project/Area Number: 19K06557
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: shiba yoko 岩手大学, 理工学部, 准教授 (50755866)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: ArfGAP / vWF / WPB / 分泌顆粒 / Arf / SMAP1 / AGFG2 / 選別 / 輸送小胞 / コートタンパク質 / HUVEC / 出荷審査 / 細胞内輸送

Outline of Research at the Start

申請者はゴルジ体で機能するCOPI小胞形成過程においてArfGAPが積み荷の「出荷審査」をする重要な分子であることを見出した。現在はその発見を発展させ, より複雑なポストゴルジの輸送におけるArfGAPの「出荷審査」の機能を研究している。その過程でポストゴルジの重要なコートタンパク質AP-1が関与する止血因子von Willebrand Factor(vWF)の分泌顆粒形成にArfGAPが関与することを見出した。本研究ではvWFの輸送におけるArfGAPの機能を明らかにし,さらにvWFの輸送にCOPIの「出荷審査」モデルが適用できるかどうか検証する。

Outline of Final Research Achievements

vWF is blood clotting factor expressed in endothelial cells. Too much secretion of vWF causes thrombosis, whereas less secretion of vWF causes bleeding tendency. Strict regulation is needed for vWF transport but its regulation has been poorly understood.
We identified SMAP1 and AGFG2 as novel regulators of vWF transport. SMAP1 inhibits WPB degradation whereas AGFG2 promotes fusion of WPBs and the plasma membrane. (Biology open, Sep, 9, (10), 2021)

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

SMAP1とAGFG2がvWFの輸送に関与するという報告は新規の発見である。特にAGFG2についてはこれまで機能がわかっておらず、vWFの分泌に関与するという本研究の報告が最初の機能に関する報告である。またSMAP1がWPBの分解を阻害するという発見はSMAP1がオートファジーを阻害して長いWPBを維持している可能性があり、分泌顆粒を維持する新規の機構である。本研究成果は血栓止血分野に貢献するとともに、分泌のメカニズムの解明に貢献した。

Research Products

• [Int'l Joint Research] 台湾国立高雄師範大学(その他の国・地域 台湾)
• [Journal Article] Arf GTPase-activating proteins SMAP1 and AGFG2 regulate the size of Weibel-Palade bodies and exocytosis of von Willebrand factor (2021)
  • Author(s): Asano Watanabe, Hikari Hataida, Naoya Inoue, Kosuke Kamon, Keigo Baba, Kuniaki Sasaki, Rika Kimura, Honoka Sasaki, Yuka Eura, Wei-Fen Ni, Yuji Shibasaki, Satoshi Waguri, Koichi Kokame and Yoko Shiba
  • Journal Title: Biology open Volume: 10 Issue: 9
  • DOI: 10.1242/bio.058789
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Arf GTPase-Activating proteins SMAP1 and AGFG2 regulate the size of Weibel-Palade bodies and exocytosis of von Willebrand factor (2021)
  • Author(s): Asano Watanabe, Hikari Hataida, Naoya Inoue, Kosuke Kamon, Keigo Baba, Kuniaki Sasaki, Rika Kimura, Honoka Sasaki, Yuka Eura, Wei-Fen Ni, Yuji Shibasaki, Satoshi Waguri, Koichi Kokame, Yoko Shiba
  • Journal Title: bioRxiv Volume: -
  • DOI: 10.1101/2021.03.29.437631
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Enhanced antimicrobial activities of polymerized arbutin and its derivatives prepared by oxidative polymerization of arbutin (2019)
  • Author(s): Kajiwara Rika、Seto Ayaka、Kofujita Hisayoshi、Shiba Yoko、Oishi Yoshiyuki、Shibasaki Yuji
  • Journal Title: Reactive and Functional Polymers Volume: 138 Pages: 39-45
  • DOI: 10.1016/j.reactfunctpolym.2019.02.008
  • Peer Reviewed
• [Presentation] vWFの細胞内輸送に関与する 新規ArfGAPファミリータンパク質の機能解析 (2021)
  • Author(s): 芝 陽子
  • Organizer: 第43回日本血栓止血学会
• [Presentation] von Willebrand Factorの細胞内輸送におけるArfGAPの機能の解明 (2021)
  • Author(s): 馬場 圭吾, 芝 陽子
  • Organizer: 第73回日本細胞生物学会大会
• [Presentation] Identification of ArfGAPs involved in formation of Weibel-Palade Bodies (2020)
  • Author(s): Kosuke Kamon, Keigo Baba, Asano Watanabe , Hikari Hataida , Naoya Inoue, Rika Kimura, Honoka Sasaki, Kuniaki Sasaki, Yuka Higuchi, Koichi Kokame, Yoko Shiba
  • Organizer: 第93回日本生化学会大会
• [Presentation] How do ArfGAPs regulate cargo sorting? (2020)
  • Author(s): Yoko Shiba
  • Organizer: 第７２回日本細胞生物学会
  • Invited
• [Presentation] vWF分泌顆粒形成に関与するArfGAPの同定 (2019)
  • Author(s): Asano Watanabe, Hikari Hataida, 〇Naoya Inoue, Rika Kimura, Honoka Sasaki, Kuniaki Sasaki, Senri Ushida, Eiji Morita, Yoko Shiba
  • Organizer: 第92回日本生化学会大会
• [Presentation] ArfGAPs regulate the formation of secretory granules of von Willebrand factor (2019)
  • Author(s): Hataida H, Watanabe A, Sasaki K. and ○Shiba Y
  • Organizer: 第19回日本蛋白質科学会年会・第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
• [Presentation] ArfGAPs regulate the formation of secretory granules of von Willebrand Factor (2019)
  • Author(s): 芝 陽子
  • Organizer: 第４３回峠の会