膜輸送を司る低分子量G蛋白質Rabのエフェクタードメインの統合的解析

• Project/Area Number: 20054001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 福田 光則 Tohoku University, 大学院・生命科学研究科, 教授 (50311361)
• Project Period (FY): 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 2008: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: 低分子量G蛋白質 / 網羅的解析 / 酵母two-hybrid / Rab / Rabエフェクター / コイルドコイル / Rabパネル / 膜輸送

Research Abstract

膜輸送を司る低分子量G蛋白質Rabは、Rasスーパーファミリーの中で最大のサブファミリーを形成し、哺乳動物においては60種類以上の異なるアイソフォームが存在する。RabはGTPを結合した活性化型とGDPを結合した不活性化型の二つの状態をとり、活性化型のGTP-Rabがエフェクター(effector)と呼ばれるパートナー分子と特異的に結合することにより膜輸送を促進する。哺乳動物に存在する60種類のRabはそれぞれ特異的なエフェクター分子と結合することにより、それぞれ特異的な膜輸送を促進し、様々な生命現象に関与するものと推察されている。Rabを介する生命現象の分子基盤を解明する第一のステップとしては、特異的なエフェクター分子の同定が最も重要と考えられる。そこで本研究では、当研究室で独自に開発した「Rabの網羅的解析ツール(Rab panel)」を用い、マウスに存在する全てのRabアイソフォームを対象にエフェクター分子の網羅的スクリーニングを行うとともに、同定された分子のRabエフェクタードメインの決定に着手した。具体的には、Rab1〜30の活性化型固定化変異体をbaitに酵母two-hybrid法により、20種類以上の新規Rabエフェクター候補分子の同定に成功した(Mol. Cell. Proteomics(2008)7 : 1031-1042)。得られた候補分子のRab結合ドメインの解析から、多くのものではcoiled-coil領域がRab結合ドメインとして機能するという新たな知見を得ることができた。また、得られた候補分子のRab結合特異性の解析から、RabとRabエフェクターの結合関係は必ずしも1:1ではなく、同定された候補分子の半数以上のものは複数のRabアイソフォームと結合するという意外な事実が明らかになってきた。

Research Products

• [Journal Article] Identification and characterization of a novel Tre-2/Bub2/Cdc16 (TBC) protein that possesses Rab3A-GAP activity (2009)
  • Author(s): Ishibashi, K., Kanno, E., Itoh, T. & Fukuda, M.
  • Journal Title: Genes Cells 14 Pages: 41-52
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rab10 in insulin-stimulated GLUT4 translocation (2008)
  • Author(s): Sano, H., Roach, W.G., Peck, G.R Fukuda, M. & Lienhard, G.E.
  • Journal Title: Biochem. J 141 Pages: 89-95
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Slpl and S1p2-a localize to the plasma membrane of CTL and contribute to secretion from the immunological synapse (2008)
  • Author(s): Holt, O., Kanno, E., Bossi, G., Booth, S., Daniale, T., Santoro, A., Arico, M., Saegusa, C., Fukuda, M. & Griffiths, G.M.
  • Journal Title: Traffic 4 Pages: 446-457
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The primate-specific protein TBC1D3 is required for optimal macropinocytosis in a novel ARF6 dependent pathway (2008)
  • Author(s): Frinoli, E., Palamidessi, A., Pizzigoni, A., Lanzetti, L., Gane M., Troqlio, F., Troilo, A., Fukuda, M., Di Fiore, P.P., Scita, G. & Confalonieri, S.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell 19 Pages: 1304-1316
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human RME-8 is involved in membrane trafficking through early endosomes (2008)
  • Author(s): Fujibayashi, A., Taguchi, T., Misaki, R, Ohtani, M., Dohmae, N., Takio, K., Yamada, M., Gu, J., Yamakami, M., Fukuda, M., Waguri, S., Uchiyama, Y., Yoshimori, T. & Sekiguchi, K.
  • Journal Title: Cell Struct. Funct 33 Pages: 35-50
  • NAID: 130004053865
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Large scale screening for novel Rab effectors reveals unexpected broad Rab binding specificity (2008)
  • Author(s): Fukuda, M., Kanno, E., Ishibashi, K. & Itoh, T.
  • Journal Title: Mol. Cell. Proteomics 7 Pages: 1031-1042
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional significance of repressor element 1 silencing transcription factor (REST) target genes in pancreatic βcells (2008)
  • Author(s): Navin. D., Allagnak F., Chaliard, G., CaUle, D., Fukuda, hi, Regazei R., Ahderrahmani A., Waeber, G.. Meda. R, Maechler, P. & Haefliger, J.A.
  • Journal Title: Diabetologin 51 Pages: 1429-1439
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression of Rab27B-binding protein Slpl in pancreatic acinar cells and its involvement in amylase secretion (2008)
  • Author(s): Saegusa, C., Kanno, E., Itohara, S. & Fukuda, M.
  • Journal Title: Arch. Biochem. Biophys. 475 Pages: 87-92
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rab35 and its GAP EPI64C in T-cells regulate receptor recycling and immunological synapse formation (2008)
  • Author(s): Patino-Lopez, G., Dong, X., Ben-Aissa, K., Bernot, K. M., Itoh, T., Fukuda, M., Kruhlak,M. J.. Samelson. L. E. & Shaw. S.
  • Journal Title: J. Biol. Chem 283 Pages: 18323-18330
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural basis for the exclusive specificity of Slac2-a/melanophilin for the Rab27 GTPases (2008)
  • Author(s): Kukimoto-Niino, M., Sakamoto, A., Kanno, E., Hanawa-Suetsugu, K., Terada, T., Shirouzu, M., Fukuda, M. & Yokoyama, S.
  • Journal Title: Structure 16 Pages: 1478-1490
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rab27a regulates exocytosis of tertiary and specific granules in human neutrophils (2008)
  • Author(s): Herrero-Turrion, M. J., Calafat, J., Janssen, H., Fukuda, M. and Mollinedo, F.
  • Journal Title: J. lmmunol 181 Pages: 3793-3803
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dysferlin-deficiency shows compensatory induction of Rab27A/Slp2a that may contribute to inflammatory onset (2008)
  • Author(s): Kesari, A., Fukuda, M., Knoblach, S., Bashir, R., Nader, GA., Nagaraiu, K. & Hoffman, E.P.
  • Journal Title: Am. J. Pathol 173 Pages: 1476-1487
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rabファミリーと細胞内小胞輸送 (2008)
  • Author(s): 福田光則
  • Journal Title: 生体の科学 59 Pages: 360-361
• [Journal Article] 低分子量Gタンパク質Rabとエフェクター〜その特異性と普遍性〜 (2008)
  • Author(s): 伊藤敬、福田光則
  • Journal Title: 蛋白質核酸酵素増刊号「メンブレントラフィックの奔流一分子から細胞,そして個体へ」 53 Pages: 2065-2070
• [Presentation] An advanced approach for preventing aging spots through suppression of melanosome transport in melanocytes (2008)
  • Author(s): Itakura, K., Ryu, A., Mizutani, Y., Naru, E., Koide, C. & Fukuda, M.
  • Organizer: The 25th International Federation of Societies of Cosmetic Chemists (IFSC) Congress
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain
  • Year and Date: 2008-10-27
• [Presentation] 細胞傷害性T細胞の免疫シナプスからの放出におけるRab27AエフェクターSlp2-aの役割 (2008)
  • Author(s): 福田光則、菅野栄子、Oliver J. Holt、Gillian M. Griffiths
  • Organizer: 第60回日本細胞生物学会合同大会・ワークショップ「Rab蛋白質の高次機能」
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2008-06-30
• [Presentation] The analysis of Rab27A expression in melanocytes with varying melanin content : implications for human skin complexion (2008)
  • Author(s): Amano, Y., Hachiya, A., Ohuchi, A., Kitahara, T., Boissv, R.E. & Fukuda, M.
  • Organizer: Conjoint Meeting of 20th IPCC & 5th IMRC
  • Place of Presentation: Sapporo, Japan
  • Year and Date: 2008-03-08