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

2002 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): 荒木 保弘 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (60345254) ; 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: G蛋白質 / 小胞輸送 / エンドサイトーシス / Rab / RIN / アンフィファイシン / Ras

Research Abstract

細胞膜受容体の刺激に伴い、細胞内へのシグナルの発生と共に受容体分子自身の細胞内陥入(エンドサイトーシス)や細胞内小胞の形成による方向性をもった物質輸送(ベクトル輸送)が進行する。低分子量G蛋白質のRab5は小胞輸送の制御因子であるが、Rab5が介在する小胞輸送とシグナル伝達系との連関については未解明な部分が多い。平成14年度は、Rab5と結合する新規分子RIN2とRIN3を同定し、それらの機能を解析した。1、RIN2、RIN3は先にRasと結合することが示されたRIN1と相同性があり、これらRINファミリー分子には、SH2ドメイン、SH3ドメインの結合するProに富む配列やRas結合ドメインなど、シグナル伝達に関与し得る複数の機能ドメインが存在した。2、RIN2、RIN3は、Rab5上のグアニンヌクレオチド交換を促進するGEF作用を有したが、GTPの結合した活性型のRb5とより強い結合能をもち、GTP-Rab5の安定化にも寄与した。3、RIN2は自己会合して4量体を形成した。4、RIN2、RIN3に結合する因子として、ダイナミンを細胞膜近辺にリクルートしてクラスリン被覆小胞の陥入に関与するアンフィファイシンIIを同定した。5、RINファミリーのRAドメインへの各Rasメンバーの結合がRINファミリーの間で異なるという知見が得られ、上流からの刺激に応じてRINが使い分けされるという可能性が示唆された。6、さらにRasスーパーファミリーに属する新規低分子量Gタンパク質Di-RAS1,2及びGIEを単離・同定した。Di-RASは細胞内でその多くがGTP結合型で存在するというユニークな特性を示し、その発現は脳、心臓に特異的であった。Di-RAS及びGIEの培養細胞への過剰発現によって、細胞内と形質膜への小胞形成及び細胞の突起伸長が観察された。

Research Products

• [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. 3412-3418 (2002)
• [Publications] K.Kontani, M.Tada, T.Ogawa, T.Okai, K.Saito, Y.Araki, T.Katada: "Di-Ras : A distinct subgroup of Ras-family GTPases with unique biochemical properties"J. Biol. Chem.. 277. 41070-41078 (2002)
• [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"J. Biol. Chem.. 277. 366-371 (2002)
• [Publications] N.Uchida, S.Hoshino, H.Imataka, N.Sonenberg, T.Katada: "A novel role of the mammalian GSPT/eRF3 associating with poly(A)-binding protein in cap/poly(A)-dependent translation"J. Biol. Chem.. 277. 50286-50292 (2002)
• [Publications] N.Ito, T.Yokomizo, T.Sasaki, H.Kurosu, J.Penninger, et al.: "Requirement of phosphatidylinositol 3-kinase activation and calcium influx for leukotriene B4-induced enzyme release"J. Biol. Chem.. 227. 44898-44904 (2002)
• [Publications] 梶保博昭, 齋藤康太, 荒木保弘, 堅田利明: "極性細胞での小胞輸送:Rabファミリーによる制御機構"蛋白質 核酸 酵素. 48. 133-139 (2003)