ベクトル輸送を制御するG蛋白質共役受容体を介した新規シグナル伝達経路

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12144202
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 堅田 利明 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (10088859)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 紺谷 圏二 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (30302615) ; 星野 真一 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 講師 (40219168) ; 仁科 博史 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教授 (60212122)
• Keywords: イノシトールリン脂質3キナーゼ / 細胞膜受容体 / 3量体Gタンパク質 / Rab5 / チロシンキナーゼ / 小胞輸送 / 核内輸送

Research Abstract

イノシトールリン脂質をリン酸化するp110β/p85型PI3-キナーゼは、p110αタイプとは異なり、チロシンキナーゼ型と三量体G蛋白質共役型の2種の異なる受容体の共刺激によって相乗的に活性化される。細胞内小胞のベクトル輸送に介在する低分子量G蛋白質Rab5と共に、このユニークな特性を示すp110β/p85PI3-キナーゼについて検討を加えた。
1.p110βと結合する分子としてRab5を同定した。p110βは、GTP結合型のRab5と特異的に結合し、GDP結合型Rab5及びRabの他のメンバーとは結合しなかった。2.インスリン刺激で上昇するPI3-キナーゼを介したPKB/Aktの活性化は、活性化型Rab5の遺伝子導入で増強された。3.活性化型Rab5と相互作用する分子をさらに検索し、新規分子RINファミリー(RIN2,3)を同定した。RINには、N末端から、SH2ドメイン、SH3ドメインが結合するProに富む配列、Rabのグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)として機能するVps9ドメイン、Rasとの結合が推定されるRAドメインなど、多くの機能領域が共通に存在した。4.RINの個々のメンバーは、ヒトの各組織間で異なる発現を示した。5.RIN2はGDP-Rab5よりもGTP-Rab5に対してより結合親和性が高く、さらにGEFの活性も有した。6.RIN2は、C末端側及びN末端側同士で会合し、ホモ4量体を形成するというユニークな性状を示した。7.RIN2は通常細胞内の小胞に局在したが、M期に依存して核内に移行した。さらに、Rab5の強制発現によってRab5-bp2の核内移行が増強された。すなわち、Rab5は、クラスリン被覆小胞から初期エンドソームという細胞膜から細胞内への輸送に加えて、核内への輸送にも介在するという、新しい知見が得られた。

Research Products

• [Publications] H.Kurosu, T.Katada: "Association of phosphatidylinositol 3-kinase composed of p110β-catalytic and p85-regulatory subunits with the small GTPase Rab5"J. Biochem.. 130. 73-78 (2001)
• [Publications] K.Saito, J.Murai, H.Kajiho, K.Kontani, H.Kurosu, T.Katada: "A novel binding protein composed of homophilic tetramer exhibits unique properties for the small GTPase Rab5"J. Biol. Chem.. 277(in press). (2002)
• [Publications] T.Wada, K.Nakagawa, G.Nishitai, J.Seo, H.Kishimoto, et al.: "Impaired synergistic activation of stress-activated protein kinase SAPK/JNK in ES cells lacking SEK1/MKK4"J. Biol. Chem.. 276. 30892-30897 (2001)
• [Publications] T.Sasaki, T.Wada, H.Kishimoto, J.Irie-Sasaki, G.Matsumoto, T.Goto, et al.: "The stress kinase MKK7 is a negative regulator of antigen receptor and growth factor receptor induced proliferation in hematopoietic cells"J. Exp. Med.. 17. 757-768 (2001)
• [Publications] D.Kitagawa, S.Tanemura, S.Ohata, N.Shimizu, J.Seo, G.Nishitai, et al.: "Activation of extracellular signal-regulated kinase by ultraviolet is mediated through Src-dependent epidermal growth factor receptor phosphorylation : Its implication in an anti-apoptotic function"J. Biol. Chem.. 277. 366-371 (2002)
• [Publications] Y.Araki, S.Takahashi, T.Kobayashi, H.Kajiho, S.Hoshino, T.Katada: "Ski7p G protein interacts with the exosome and the Ski complex for 3'-to-5' mRNA decay in yeast"EMBO J.. 20. 4684-4693 (2001)
• [Publications] 荒木保弘, 星野真一, 堅田利明: "実験医学増刊 ここまで分った形づくりのシグナル伝達"羊土社. 278 (2002)