迅速RabーGAPスクリーニング法の開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18057026
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 福田 光則 東北大学, 大学院生命科学研究科, 教授 (50311361)
• Keywords: Rab-GAP / Rab27A / Rabエフェクター / メラノソーム輸送 / Griscelli症候群 / スクリーニング / Slac2-a / melanophilin / 膜輸送

Research Abstract

低分子量G蛋白質Rabはヒトにおいて60種類以上もの異なるアイソフォームが存在し、個々のRabはオルガネラ特異的あるいは細胞種特異的に膜輸送を制御すると考えられている。RabはGTPと結合している活性化型、GDPと結合している不活性化型の二つのフォームをとり、活性化型のGTP-Rabが特定の標的因子と結合することで膜輸送を促進する。適切なRabの不活性化はRabの正常な機能発現に不可欠と考えられており、Rabの不活性化酵素としてGAP(GTPase-activating protein)の存在が提唱されている。しかしながら、ヒトに数多く存在するRabのうち特定のGAPが同定されているものはほとんどなく、Rab不活性化の分子メカニズムは未だ謎に包まれている。そこで本研究では、Rabに特異的な不活性化酵素GAPを迅速にスクリーニングする手法の確立を目指している。本年度はまず、メラノソーム(メラニン色素)輸送を司るRab27Aに着目し、Rab27Aエフェクタードメイン(Slac2-aのSHD領域)による活性化型GTP-Rab27Aの測定法を開発するとともに、メラノソーム輸送阻害活性を指標としたRab27A-GAPの網羅的なスクリーニングを行った。その結果、TBCドメインを有する二種類の蛋白質Rab27A-GAP α及びβを同定することに成功した(Genes Cells(2006)11:1023-1037;J.Biol.Chem.(2006)281:31823-31831)。Rab27A-GAP αはin vitroで特異的なRab27A-GAP活性を示すだけでなく、メラノサイトに過剰発現すると、メラノソーム上のRab27Aを不活性化しメラノソーム輸送を顕著に阻害することが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] The polybasic sequence in the C2B domain of rabphilin is required for the vesicle docking step in PC12 cells. (2007)
  • Author(s): Tsuboi, T., Kanno, E., Fukuda, M.
  • Journal Title: J. Neurochem. 100 Pages: 770-779
• [Journal Article] Dvl regulates endo- and exocytotic processes through binding to synaptotagmin. (2007)
  • Author(s): Kishida, S., Hamao, K.Inoue, M., Hasegawa, M., Matsuura, Y., Mikoshiba, K., Fukuda, M., Kikuchi, A.
  • Journal Title: Genes Cells 12 Pages: 49-61
• [Journal Article] Versatile roles of R-Ras GAP in neurite formation of PC12 cells and embryonic vascular development. (2007)
  • Author(s): Iwashita, S., Kobayashi, K., Kubo, Y., Hinohara, Y., Sezaki, M., Nakamura, K., Suzuki-Migishima, R., Yokoyama, M., Satoh, S., Fukuda, M., Ohba, M., Kato, C., Adachi, E., Song, S.-Y.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 282 Pages: 3413-3417
• [Journal Article] Live cell imagingによる細胞活動の可視化解析 (2007)
  • Author(s): 坪井貴司, 福田光則
  • Journal Title: 日本比較内分泌学会ニュース 124(2) Pages: 45-53
• [Journal Article] Distinct Rab27A binding affinities of Slp2-a and Slac2-a/melanophilin : Hierarchy of Rab27A effectors. (2006)
  • Author(s): Fukuda, M.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 343 Pages: 666-674
• [Journal Article] Rab27a regulates epithelial sodium channel (ENaC) activity through synaptotagmin-like protein (SLP-5) and Muncl3-4 effector mechanism. (2006)
  • Author(s): Saxena, S.K., Horiuchi, H., Fukuda, M.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 344 Pages: 651-657
• [Journal Article] The Slp4-a linker domain controls exocytosis through interaction with Munc18-1・syntaxin-la complex. (2006)
  • Author(s): Tsuboi, T., Fukuda, M.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell 17 Pages: 2101-2112
• [Journal Article] Rab3A and Rab27A cooperatively regulate the docking step of densecore vesicle exocytosis in PC12 cells. (2006)
  • Author(s): Tsuboi, T., Fukuda, M.
  • Journal Title: J. Cell Sci. 119 Pages: 2196-2203
• [Journal Article] Decreased basal mucus secretion by Slp2-a-deficient gastric surface mucous cells. (2006)
  • Author(s): Saegusa, C., Tanaka, T., Tani, S., Itohara, S., Mikoshiba, K., Fukuda, M.
  • Journal Title: Genes Cells 11 Pages: 623-631
• [Journal Article] Regulation of synaptic transmission by RAB-3 and RAB-27 in Caenorhabditis elegans. (2006)
  • Author(s): Mahoney, T.R., Liu, Q., Itoh, T., Luo, S., Hadwiger, G., Vincent, R., Wang, Z.-W., Fukuda, M., Nonet, M.L.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell 17 Pages: 2617-2625
• [Journal Article] Chronic olanzapine treatment causes differential expression of genes in frontal cortex of rats as revealed by DNA microarray technique. (2006)
  • Author(s): Fatemi, S.H., Reutiman, T.J., Folsom, T.D., Bell, C., Nos, L., Fried, P., Pearce, D.A., Singh, S., Siderovski, D.P., Willard, F.S., Fukuda, M.
  • Journal Title: Neuropsychopharmacol 31 Pages: 1888-1899
• [Journal Article] Screening for target Rabs of TBC (Tre-2/Bub2/Cdc16) domain-containing proteins based on their Rab-binding activity. (2006)
  • Author(s): Itoh, T., Satoh, M., Kanno, E., Fukuda, M.
  • Journal Title: Genes Cells 11 Pages: 1023-1037
• [Journal Article] Neuronal calcium sensor-1 (NCS-1) and PI4Kβ stimulate ERK1/2 signaling by accelerating recycling through endocytic recycling compartment (ERC). (2006)
  • Author(s): Kapp-Barnea, Y., Ninio-Many, L., Hirschberg, K., Fukuda, M., Jeromin, A., Sagi-Eisenberg, R.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell 17 Pages: 4130-4141
• [Journal Article] Constitutive GDP/GTP exchange and secretion-dependent GTP hydrolysis activity for Rab27 in platelets. (2006)
  • Author(s): Kondo, H., Shirakawa, R., Higashi, T., Kawato, M., Fukuda, M., Kita, T., Horiuchi, H.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 281 Pages: 28657-28665
• [Journal Article] Identification of EPI64 as a GTPase-activating protein specific for Rab27A. (2006)
  • Author(s): Itoh, T., Fukuda, M.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 281 Pages: 31823-31831
• [Journal Article] Functional involvement of Noc2, a Rab27 effector, in rat parotid acinar cells. (2006)
  • Author(s): Imai, A., Yoshie, S., Nashida, T., Shimomura, H., Fukuda, M.
  • Journal Title: Arch. Biochem. Biophys. 455 Pages: 127-135
• [Journal Article] Rab27 and its effectors in secretory granule exocytosis : A novel docking machinery composed of a Rab27・effector complex. (2006)
  • Author(s): Fukuda, M.
  • Journal Title: Biochem. Soc. Trans. 11 Pages: 691-695
• [Journal Article] シナプトタグミンの分子進化 (2006)
  • Author(s): 福田光則
  • Journal Title: 生体の科学 57(5) Pages: 458-459
• [Book] Molecular Mechanisms of Exocytosis (2006)
  • Author(s): Fukuda, M.
  • Total Pages: 42-61
  • Publisher: The role of synaptotagmin and synaptotagmin-like protein (Slp) in regulated exocytosis.