G蛋白質の迅速な活性化手法の開発

• Project/Area Number: 21657035
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Functional biochemistry
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 前濱 朝彦 国立感染症研究所, 細胞化学部, 室長 (40322755)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2010: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2009: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: シグナル伝達 / 蛋白質 / 発現制御

Research Abstract

Gタンパク質は多彩な細胞内シグナルを制御するスイッチ分子であり、結合するグアニンヌクレオチド(GDPまたはGTP)によってその機能が制御されている。一般的にGタンパク質はGTPが結合することによって活性化型となり、下流エフェクター分子と相互作用してシグナルを伝達する。我々は前年度の研究において、NWASP-CRIB(Cdc42結合ドメイン)の両端にFKBP12およびmTOR-FRBを付加した分子が細胞内で活性化型Cdc42と結合すること、またその結合がラパマイシンの添加によって制御できることを見いだした。本年度の研究では、まずCdc42およびサプレッサー分子の精製リコンビナントタンパク質を用いて、両者間の結合をin vitroで詳細に解析する実験系を構築した。そしてサプレッサーの各ドメイン(NWASP-CRIB、FKBP12、mTOR-FRB)間のリンカー配列の至適化(長さ、フレキシビリティー)を行い、より効率的にCdc42に結合するサプレッサー分子を開発した。さらに、Cdc42の活性化によって惹起される細胞レベルでの表現型として、Erk1/2のリン酸化(MCF-7細胞)、Aktのリン酸化(MCF-7細胞)、フィロポディア形成(NIH3T3細胞)などを用い、サプレッサーの作用(ラパマイシン応答性のCdc42下流シグナルの活性化)を評価するモデル系を構築した。また、Cdc42以外の低分子量Gタンパク質に関しても、RalAに対するサプレッサー分子(Sec5-RBDの両端にFKBP12およびmTOR-FRBを付加した分子)を開発し、RalAの活性化によって引き起こされる4E-BP1のリン酸化(PC-3細胞およびMCF-7細胞)を指標として、その作用を評価するモデル系を構築した。

Research Products

• [Journal Article] An improved method for cell-to-cell transmission of infectious prion (2010)
  • Author(s): Tanaka, M., et al
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. Volume: 397 Pages: 505-508
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] アミノ酸感知シグナル (2009)
  • Author(s): 前濱朝彦
  • Journal Title: 細胞工学 28 Pages: 760-764
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] アミノ酸感知シグナル -mTOR活性化の分子機構- (2009)
  • Author(s): 前濱朝彦
  • Journal Title: アミノ酸研究 3 Pages: 5-14
  • Peer Reviewed
• [Presentation] mTORC1制御に関与するGタンパク質群の解析 (2010)
  • Author(s): 前濱朝彦
  • Organizer: BMB2010
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2010-12-10
• [Remarks]
  • URL: http://www.nih.go.jp/niid/biochem/4th/research.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.nih.go.jp/niid/biochem/4th/research.html