新奇Ｇサイクルの起動制御に関わる構造生物学的解析

• Project Area: Structural basis of cell-signalling complexes mediating signal perception, transduction and responses
• Project/Area Number: 23121505
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 堅田 利明 東京大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (10088859)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2012: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2011: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
• Keywords: シグナル伝達 / Gタンパク質 / Gサイクル / ゲノムプロジェクト / G蛋白質

Outline of Annual Research Achievements

平成24年度の本新学術領域研究では、既知タイプとは異なる新奇低分子量Ｇ蛋白質群、すなわち、従来の刺激依存性GDP-GTP交換によるコンホメーション転換には依らないGTP結合待機型Ｇ蛋白質（Arfファミリーに属するArl8、RasファミリーのDi-Rasなど）について、生化学、分子生物学、細胞生物学的な解析を進めると共に、その一部については構造学的な考察及び解析も加えた。１．リソソームに局在するArl8が、後期エンドソームに加えてリソソームとファゴソームの融合に必須の役割を果たすことを解明した。さらに、線虫を用いた遺伝学的解析から、Arl8と協調して機能する因子として、酵母で液胞の融合を制御するHOPS複合体の構成因子Vps39、41を同定した。２．H-、K-Rasなどの代表的なRasとは異なり、Di-Rasはその大部分がSmgGDSとヘテロ二量体を形成して細胞質の可溶性画分に存在すること、また、Di-Rasの有するGTP/GDP結合親和性は、SmgGDSとの複合体形成によって顕著に低下することを見出した。GTP結合型Di-Rasは、RapのGEFとして先に同定されたEpac2aのRAドメインに結合し、Epac2aを細胞膜に局在化させた。さらに、東大・院薬の清水敏之教授との共同研究から、Ｘ線小角散乱の解析結果（DAMMINモデル）に基づくDi-RasとSmgGDSの複合体の予測構造を取得した。３．低分子量Ｇ蛋白質Rac1において、野生型のDi-Rasが示すような著しく速いGDP解離活性をもつヒトの変異体を見出し、Rasで見られようなGTPアーゼ活性の低下に依らない活性型点変異が、腫瘍形成に介在することを解明した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] (2013)
  • Author(s): Kawazu M, Ueno T, Kontani K, Ogita Y, Ando M, Fukumura K, Yamato A, Soda M, Takeuchi K, Miki Y, Yamaguchi H, Yasuda T, Naoe T,Yamashita Y, Katada T, Choi YL, Mano H,
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A Volume: 110 Issue: 8 Pages: 3029-3034
  • DOI: 10.1073/pnas.1216141110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Critical roles of type III phosphatidylinositol phosphate kinase in murine embryonic visceral endoderm and adult intestine (2012)
  • Author(s): Takasuga , Wada et al.
  • Journal Title: PNAS 110 Volume: 1726-1731 Issue: 5 Pages: 1726-31
  • DOI: 10.1073/pnas.1213212110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The inhibitory G protein G(i) identified as pertussis toxin-catalyzed ADP-ribosylation. （総説） (2012)
  • Author(s): Katada T
  • Journal Title: Biol. Pharm. Bull. Volume: 35 Pages: 2103-2111
• [Journal Article] C. elegans AMPKs promote survival and arrest germline development during nutrient stress. (2012)
  • Author(s): Fukuyama M., et al.
  • Journal Title: Bio. Open Volume: 1 Issue: 10 Pages: 929-936
  • DOI: 10.1242/bio.2012836
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuronally expressed Ras-family GTPase Di-Ras modulates synaptic activity in Caenorhabditis elegans (2012)
  • Author(s): Tada M, Gengyo-Ando K, Kobayashi T, Fukuyama M, Mitani S, Kontani K, Katada T
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 17(9) Issue: 9 Pages: 778-89
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2012.01627.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RINL, guanine nucleotide exchange factor Rab5-subfamily, is involved in the EphA8-degradation pathway with odin (2012)
  • Author(s): Kajiho, H., et al.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 7 Issue: 1 Pages: e30575-e30575
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0030575
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] cTAGE5 mediates collagen secretion through interaction with TANGO1 at endoplasmic reticulum exit sites (2011)
  • Author(s): Saito, K., Yamashiro, K., Ichikawa, Y., Erlmann, P., Kontani, K., Malhotra, V., and Katada, T.
  • Journal Title: Mol Biol Cell Volume: 22 Issue: 13 Pages: 2301-2308
  • DOI: 10.1091/mbc.e11-02-0143
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of RIN3 as a guanine nucleotide exchange factor for the Rab5 subfamily GTPase Rab31 (2011)
  • Author(s): Kajiho, H., Sakurai, K., Minoda, T., Yoshikawa, M., Nakagawa, S., Fukushima, S., Kontani, K., and Katada, T.
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 286 Issue: 27 Pages: 24364-24373
  • DOI: 10.1074/jbc.m110.172445
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RASSF7 negatively regulates pro-apoptotic JNK signaling by inhibiting the activity of phosphorylated-MKK7 (2011)
  • Author(s): Takahashi, S., Ebihara, A., Kajiho, H., Kontani, K., Nishina, H., and Katada, T.
  • Journal Title: Cell Death Differ Volume: 18 Issue: 4 Pages: 645-655
  • DOI: 10.1038/cdd.2010.137
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RhoA activation participates in rearrangement of processing bodies and release of nucleated AU-rich mRNAs (2011)
  • Author(s): Takahashi, S., Sakurai, K., Ebihara, A., Kajiho, H., Saito, K., Kontani, K., Nishina, H., and Katada, T.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res Volume: 39 Issue: 8 Pages: 3446-3457
  • DOI: 10.1093/nar/gkq1302
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アティピカルRasファミリーGタンパク質Di-Rasの機能解析 (2012)
  • Author(s): 紺谷 圏二
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-16
• [Presentation] インスリン経路を介した芽細胞休眠制御に関与するmicroRNAmir-235の同定と解析 (2012)
  • Author(s): 春日 秀文
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-11
• [Presentation] 線虫を用いたmiR-92の生理機能と発現制御メカニズムの解明 (2012)
  • Author(s): 北澤 文
  • Organizer: 第11回ファーマ・バイオフォーラム
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-09-15
• [Presentation] 休眠時に高発現して発生停止を維持するmicroRNA (2012)
  • Author(s): 福山 征光
  • Organizer: 日本動物学会 第83回大会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2012-09-13
• [Presentation] 低分子量G蛋白質Sar1の活性制御によるコラーゲン分泌機構の解明 (2012)
  • Author(s): 齋藤 康太
  • Organizer: 第11回生命科学研究会
  • Place of Presentation: 秋田
  • Year and Date: 2012-06-30
• [Presentation] 繊毛形成・機能に介在するARLファミリー低分子量Gタンパク質の解析 (2012)
  • Author(s): 紺谷圏二
  • Organizer: 第3回繊毛研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2012-06-09
• [Presentation] 分子スイッチとしてのGTP結合蛋白質 (2012)
  • Author(s): 堅田利明
  • Organizer: 日本薬学会第132年会
  • Place of Presentation: 札幌(特別講演)(招待)
  • Year and Date: 2012-03-29
• [Presentation] マルチドメイン型RabファミリーG蛋白質EFCAB4Baの機能解析 (2011)
  • Author(s): 阿部芙美子, 他
  • Organizer: ファーマ・バイオフォーラム2011
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2011-10-08
• [Presentation] リソソームへの輸送における低分子量Gタンパク質Arl8の機能解析 (2011)
  • Author(s): 紺谷圏二, 他
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2011-09-24
• [Presentation] 細胞のシグナル伝達系に介在するG蛋白質 (2011)
  • Author(s): 堅田利明
  • Organizer: 日本生化学会東北支部第77回例会
  • Place of Presentation: 仙台(特別講演)(招待)
  • Year and Date: 2011-07-23
• [Presentation] The ciliary small GTPase Arl13b (I) : Arl13b functions at ciliary membranes and stabilizes intraflagellar transport (2011)
  • Author(s): 堀裕次, 他
  • Organizer: 第63回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2011-06-27
• [Presentation] The ciliary small GTPase Arl13b (II) : Arl13b functions at ciliary membranes and stabilizes intraflagellar transport (2011)
  • Author(s): 永島慎一, 他
  • Organizer: 第63回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2011-06-27
• [Remarks]
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~seiri/
• [Remarks]
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~seiri/