Rasタンパク質によるターゲット活性化のメカニズム

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09254211
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 横山 茂之 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (00159229)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白水 美香子 理化学研究所, 細胞情報伝達研究室, 研究員 (70280732)
• Keywords: Ras / Raf-1 / RalGDS / Cys-rich domain / NMR

Research Abstract

Rasは互いに一次構造上相同性の見られない多くの因子と相互作用し,活性化する.そこで,それらのターゲット認識・活性化機構の間にどのような共通性や特異性があるのかを明らかにすることをめざした.Ras結合時のRaf-1およびRGL(RalGDS LiKe)のRas結合ドメイン(Ras binding domain;RBD),さらに,Raf-1 RBDおよびRGL RBD結合時のRasについて,NMR法による立体構造解析を行った.その結果,両ドメインは,立体構造的な「共通フレームワーク」をもっているが,少しづつ異なった認識を行っていることが明らかとなった.このことは,RasおよびRGLの変異体を用いた解析からも示された.Raf-1 RBDとRap1A(E30D/K31E;Ras型変異)変異体との複合体の結晶構造より,RasのGlu31がRaf-1 RBDによるRasの認識に重要であることが示唆されていた.しかし,我々は変異体を用いた解析,NMR解析および分子モデリングおよび分子動力学(MD)シミュレーションにより,RasのGlu31とRaf-1 RBDのLys84との間の水素結合は不安定であり,RasのAsp33とRaf-1 RBDのLys84との間の水素結合の方が安定であることが示された.さらに,Rasの31番の残基の変異体を用いた解析から,31番の残基がLysのときのみRaf-1のCys-richドメイン(CRD)と異常に強い結合を示し,この性質がRaf-1の活性化を阻害すると考えられた.

Research Products

• [Publications] T.Yabuki: "Dual amino acid-selective and site-directed stable-isotope labeling of the human c-Ha-Ras protein by cell-free synthesis" J.Biomol.NMR.(in press). (1998)
• [Publications] J.Iwahara: "A Helix-turn-helix Structure Unit in the Human Centromere Protein B(CENP-B)" EMBO J.17. 827-837 (1998)
• [Publications] T.Kinoshita: "Raf/MAPK and rapamycin-sensitive pathways mediate the anti-apoptotic function of p21 Ras in IL-3-dependent hematopoietic cells" Oncogene. 15. 619-627 (1997)
• [Publications] Y.Ito: "The"Regional Polysterism"in the GTP-bound Form of the Human c-Ha-Ras Protein" Biochemistry. 36. 9109-9119 (1997)
• [Publications] S.Koshiba: "The Solution Structure of the Pleckstrin Homology Domain of Mouse Son-of-Sevenless 1(mSos1)" J.Mol.Biol.269. 579-591 (1997)
• [Publications] C.-D.Hu: "Coassociation of Rap1A and Ha-Ras with Raf-1 N-terminal Region Interferes with Ras-dependent Activation of Raf-1" J.Biol.Chem.272. 11702-11705 (1997)