2011 Fiscal Year Annual Research Report
新奇Gサイクルの起動制御に関わる構造生物学的解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Structural basis of cell-signalling complexes mediating signal perception, transduction and responses |
|---|
| Project/Area Number |
23121505
|
|---|
| 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)
|
|---|
| Keywords | シグナル伝達 / G蛋白質 / Gサイクル / ゲノムプロジェクト |
|---|
| Research Abstract |
本新学術領域研究の初年度においては、既知タイプとは異なるG蛋白質群、すなわち、1)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型とは異なるGTP結合待機型G蛋白質(申請者らが先に同定したArfファミリーに属するArl8、RasファミリーのDi-Rasなど)、2)低分子量Gドメインに加えて別の機能領域も有するユニークな構造のマルチ・ドメイン型G蛋白質(ArfファミリーのArl13b、RabファミリーのEFCAB4Bなど)について生化学、分子生物学、細胞生物学的な検討を加え、以下の知見を得た。
1.線虫Arl8欠失変異体を用いた解析から、Arl8は、後期エンドソームに加えてファゴソームとリソソームの融合に必須の役割を果たすこと、さらにArl8b欠失マウスの解析から、Arl8bを欠くマウスは膵外分泌細胞の分泌小胞の局在が異常となる表現型を見出した。2.Di-Rasは、出生後の神経組織に特異的に発現するが、smg-GDSとヘテロ二量体を形成して細胞質画分にも存在することを見出した。また、GTP結合型において、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、細胞膜にEpac2aを局在化させることを見出した。3.N末端側のArfドメインに加えて、Coiled-coil及びPro-rich配列を有するユニークなG蛋白質Arl13bは、繊毛に限局して繊毛内物質輸送系に介在する。このArl13の繊毛局在性は、ゴルジ体でのN末端側パルミトイル化修飾とC末端側に存在するRVEP配列に依存した繊毛標的化によることを見出した。4.C末端側のRabドメインに加えて、EF-hand及びCoiled-coil配列を有するユニークなG蛋白質EFCAB4B(a型)は、細胞内Ca^<2+>上昇に応答して核近傍のリサインクリングエンドソームへ集積し、炎症性サイトカイン産生に関与することを見出した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の解析対象である低分子量G蛋白質ARL-8やDi-Rasに関して、それらの新しい機能を見出した点は大きな進展である。この知見は、リソソームとファゴソームの融合制御の分子メカニズムや神経分泌の理解に役立つと考えられる。また、RVxPモチーフがゴルジ体以降で選別輸送シグナルとして機能する可能性を見出したが、この知見は繊毛への輸送機構の解明に貢献すると考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
低分子量G蛋白質ARL-8に関して、その活性制御因子を含めた結合分子に関する知見は少なく、それらの同定が今後の重要な課題の一つである。RVxPモチーフによる選別輸送機構を解明するためには、RVxPモチーフを認識する因子の同定が重要であり、アフィニティーカラムや共沈降実験などにより、その同定を目指す。さらに、G蛋白質単量体や相互作用因子との複合体に関わる構造学的な解析を進める。
|
Research Products
(12 results)
