低分子量GTP結合蛋白質RalとExocyst複合体による受容体輸送の分子機構

• Project/Area Number: 07J08426
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 白川 龍太郎 Kyoto University, 医学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2009: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2008: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: Ral / Ras / 低分子量GTP結合蛋白質 / GEF / GAP

Research Abstract

RalはRasファミリーに属する低分子量GTP結合蛋白質であり、細胞の増殖、生存、膜輸送など様々な細胞機能を担っている。本年度はRalのGTPase-activating protein(RalGAP)を、分子同定し世界に先駆けて報告した。RalGAPは触媒サブユニットα1あるいはα2と、両者に共通した制御サブユニットβからなるヘテロ複合体であり、α1-β複合体をRalGAP1、α2-β複合体をRalGAP2と命名した。これらRalGAP複合体は、結節性硬化症原因遺伝子産物であり、RhebのGAPであるTSC1-TSC2複合体に一次構造上の相同性を示す。組織発現解析では、βサブユニットはユビキタスに発現していた。一方、αサブユニットは組織によって発現に差があり、脳ではα1が、肺や肝臓ではα2が優位であった。リコンビナントRalGAP1を用いた酵素学的解析により、RalGAP1はRalAによるGTP加水分解反応を約280,000倍に加速することが明らかになった。なお、このGAP活性にはα1とβの複合体化が必須であった。
RNAiを用いた解析ではβの抑制により、GTP型RalAの量が約3倍に増加することから、同定したRalGAP複合体が実際に細胞内でもRalの抑制性制御因子として働いていることが明らかとなった。また、βの抑制により、上皮成長因子刺激時のRalAの一過性の活性化が遅延した。このことから、RalGAPは刺激時におけるRalの効率的な不活性化に必須であることが示唆された。Ralは、癌、代謝異常など様々な疾患に関わっており、RalGAPの同定によりRalシグナリングの異常が生体におよぼす影響の解析が可能となったと考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Flightless-I(Fli-I)regulates the actin assembly acitvity of Diaphanous-related formins(DRFs), Daaml and mDial, in cooperation with active Rho GTPase (2010)
  • Author(s): Higashi Tomohito
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tuberous sclerosis tumor suppressor complex-like complexes act as GTPase-activating proteins for Ral GTPases (2009)
  • Author(s): Shirakawa Ryutaro
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 284 Pages: 21580-21588
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of the antiplatelet effects of cilostazol, a phosphodiesterase 3 inhibitor, by VASP phosphorylation and platelet aggregation (2008)
  • Author(s): Hiromi Yamamoto
  • Journal Title: Circulation Journal 72 Pages: 1844-1851
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of platelet dense granule secretion by the Ral GTPase-exocyst pathway (2008)
  • Author(s): Kawato Mitsunori
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 283 Pages: 166-174
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biochemical characterization of the Rho GTPase-regulatedactin assembly by Diaphanous-related formins, mDial and (2008)
  • Author(s): Higashi Tomohito
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 283 Pages: 8746-8755
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Tuberous sclerosis tumor suppressor complex-like complexes act as GTPase-activating proteins for Ral GTPases (2009)
  • Author(s): Shirakawa Ryutaro
  • Organizer: Journal of Cell Biology Meeting, Cell Biology of Disease : Chromosomes, Cancer, and Stem Cells
  • Place of Presentation: New York
  • Year and Date: 2009-09-23
• [Presentation] 癌化関連因子RalのGTPase活性化因子(RalGAP)の同定 (2008)
  • Author(s): 白川龍太郎
  • Organizer: 第67回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2008-10-28
• [Presentation] RalGAPの同定 (2007)
  • Author(s): 白川 龍太郎
  • Organizer: BMA2007(日本分子生物学会/日本生化学会合同大会)
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-13
• [Remarks]
  • URL: http://kyoto-u-cardio.jp/kisokenkyu/kessen/