メラノソーム輸送におけるRab27Aエフェクターのヒエラルキーの解析

• 研究課題/領域番号: 16044248
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 福田 光則 独立行政法人理化学研究所, 福田独立主幹研究ユニット, 独立主幹研究員 (50311361)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円); 2005年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2004年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
• キーワード: シナプトタグミン様蛋白質 / Rab27A / Rabエフェクター / メラノソーム輸送 / Griscelli症候群 / ミオシンVa / Slac2-a / melanophilin / 膜輸送 / エキソサイトーシス / melanophili

研究概要

低分子量G蛋白質Rab27Aを欠損するヒト遺伝病タイプII型Griscelli症候群の患者では、乳幼児でも白髪様の毛髪を示すことが知られている。Griscelli症候群患者のメラノサイト(メラニン色素産生細胞>ではメラノソーム(メラニン色素含有小胞)の形成・成熟ではなく、メラノソームの輸送過程に異常が認められるが、その分子メカニズムはこれまで明らかではなかった。本研究では、Rab27Aに特異的に結合するエフェクター分子群に焦点を当て、Rab27Aを介するメラノソーム輸送の分子メカニズムの全貌を解明することに成功した(Nature Cell Biol.(2004)6, 1195-1203)。すなわち、メラノサイトにおいては二種類のRab27Aエフェクター(Slac2-a及びSlp2-a)が豊富に発現しており、Rab27Aはこれらの分子を連続的且つ秩序立って用いることによりメラノソームを核周辺から細胞膜まで輸送していたのである。まず、第一のエフェクターSlac2-aがメラノソーム上のRab27Aとアクチン依存性モーター蛋白質であるミオシンVaと三者複合体を形成し、メラノソームを核周辺から細胞膜周辺へと輸送し、次いで第二のエフェクターSlp2-aと結合することによりメラノソームを細胞膜へつなぎ止める(Slp2-aのC2Aドメインが細胞膜の構成成分であるホスファチジルセリンと結合する)ことが明らかとなった。また、Slac2-aとSlp2-aのRab27A結合能を比較してみると、Slp2-aの方がRab27Aに高親和性に結合し、解離速度も遅いことからメラノソームの細胞膜へのつなぎ止めに適していることも明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Distinct developmental expression of synaptotagmin I and IX in the mouse brain. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: NeuroReport 17 ページ: 179-182
• [雑誌論文] O-glycosylation is essential for intracellular targeting of synaptotagmins I and II in non-neuronal specialized secretory cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Atiya-Nasagi, Y., Cohen, H., Medalia, O., Fukuda, M., Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 118 ページ: 1363-1372
• [雑誌論文] Classical protein kinase C(s) regulates targeting of synaptotagmin IX to the endocytic recycling compartment. (2005)
  • 著者名/発表者名: Haberman, Y., Ziv, I., Gorzalczany, Y., Fukuda, M., Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 118 ページ: 1641-1649
• [雑誌論文] Functional analysis of Slac2-c/MyRIP as a linker protein between melanosomes and myosin VIIa. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, T.S., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 28015-28022
• [雑誌論文] AS160, the Akt substrate regulating GLUT4 translocation, has a functional Rab GTPase activating protein domain. (2005)
  • 著者名/発表者名: Miinea, C.P., Sano, H., Kane, S., Sano, E., Fukuda, M., Peranen, J., Lane, W.S., Lienhard, G.E.
  • 雑誌名: Biochem.J. 391 ページ: 87-93
• [雑誌論文] Protein Kinase C-mediated phosphorylation of the two polybasic regions of synaptotagmin VI regulates their function in acrosomal exocytosis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Roggero, C.M., Tomes, C.N., De Blas, G.A., Castillo, J., Michaut, M.A., Fukuda, M., Mayorga, L.S.
  • 雑誌名: Dev.Biol. 285 ページ: 422-435
• [雑誌論文] Adenovirus-mediated silencing of Synaptotagmin 9 inhibits Ca^<2+>-dependent insulin secretion in islets. (2005)
  • 著者名/発表者名: Iezzi, M., Eliasson, L., Fukuda, M., Wollheim, C.B.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 579 ページ: 5241-5246
• [雑誌論文] Rab proteins regulate epithelial sodium channel activity in colonic epithelial HT-29 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Saxena, S., Singh, M., Engisch, K., Fukuda, M., Kaur, S.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 337 ページ: 1219-1223
• [雑誌論文] The short apical membrane half-life of rescued ΔF508-cystic fibrosis transmembrane conductance regulator(CFTR)CFTR results from accelerated endocytosis of ΔF508-CFTR in polarized human airway epithelial cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Swiatecka-Urban, A., Brown, A., Moreau-Marquis, S., Renuka, J., Coutermarsh, B., Barnaby, R., Karlson, K.H., Flotte, T.R., Fukuda, M., Langford, G.M., Stanton, B.A.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 36762-36772
• [雑誌論文] Slp4-a/granuphilin-a interacts with syntaxin-2/3 in a Munc18-2-dependent manner. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Imai, A., Nashida, T., Shimomura, H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 39175-39184
• [雑誌論文] The C2B domain of rabphilin directly interacts with SNAP-25 and regulates the docking step of dense core vesicle exocytosis in PC12 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 39253-39259
• [雑誌論文] Cloning and genomic characterization of sytdep, a new synaptotagmin XIV-related gene. (2005)
  • 著者名/発表者名: Herrero-Turrion, M.J., Fukuda, M., Mollinedo, F.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 340 ページ: 386-394
• [雑誌論文] Slp homology domain : A novel protein motif that specifically binds small GTPase Rab27. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Recent Res.Dev.Biochem. 6 ページ: 13-29
• [雑誌論文] Versatile role of Rab27 in membrane trafficking : Focus on the Rab27 effector families. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: J.Biochem. 137 ページ: 9-16
  • NAID: 10017342344
• [雑誌論文] Functional analysis of Slac2-a/melaonophilin as a linker protein between Rab27A and myosin Va in melanosome transport. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, T.S., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 403 ページ: 419-431
• [雑誌論文] Identification and biochemical analysis of Slac2-c/MyRIP as a Rab27-, myosin Va/VIIa-, and actin-binding protein. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, T.S., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 403 ページ: 431-444
• [雑誌論文] Analysis of the role of Rab27 effector Slp4-a/granuphilin-a in dense-core vesicle exocytosis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Kanno, E.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 403 ページ: 445-457
• [雑誌論文] Assay and functional interactions of Rim2 with Rab3. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 403 ページ: 457-468
• [雑誌論文] Assay of Rab binding specificity of rabphilin and Noc2 : Target molecules for Rab27. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Yamamoto, A.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 403 ページ: 469-481
• [雑誌論文] Slac2-aとSlp2-a:メラニン色素輸送のしくみ (2005)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 212 ページ: 769-770
• [雑誌論文] シナプトタグミンと類似タンパク質による膜輸送制御の分子メカニズム (2005)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 生化学 77 ページ: 603-618
  • NAID: 10016603083
• [雑誌論文] 「メラニン色素」輸送の分子メカニズム:肌や髪の毛が黒くなる仕組み (2005)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 日皮協ジャーナル 54 ページ: 60-66
• [雑誌論文] 美白への新たなアプローチ-メラニン輸送をストップさせる- (2005)
  • 著者名/発表者名: 黒田垂歩, 福田光則
  • 雑誌名: BIONICS 2(11) ページ: 68-71
  • NAID: 40007003528
• [雑誌論文] Muncl3-4 is a GTP-Rab27-binding protein regulating dense core granule serection in platelets. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shirakawa, R., Higashi, T., Tabuchi, A., Yoshioka, A., Nishioka, H., Fukuda, M., Kita, T., Horiuchi.H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 10730-10737
• [雑誌論文] Synaptotagmin interaction with the syntaxin/SNAP-25 dimer is mediated by an evolutionarily conserved motif and is sensitive to inositol hexakisphosphate. (2004)
  • 著者名/発表者名: Rickman, C., Archer, D.A., Meunier, F.A., Craxton, M., Fukuda, M., Burgoyne, R.D., Davletov, B.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 12574-12579
• [雑誌論文] Rabphilin and Noc2 are recruited to dense-core vesicles through specific interaction with Rab27A in PC12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Kanno, E., Yamamoto, A.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 13065-13075
• [雑誌論文] The small GTPase Rab27B regulates amylase release from rat parotid acinar cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Imai, A., Yoshie, S., Nashida, T., Shimomura, H., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 117 ページ: 1945-1953
• [雑誌論文] Slac2-a/melanophilin contains multiple PEST-like sequences that are highly sensitive to proteolysis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Itoh, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 22314-22321
• [雑誌論文] RNA interference-mediated silencing of synaptotagmin IX, but not synaptotagmin I, inhibits dense-core vesicle exocytosis in PC12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biochem.J. 380 ページ: 875-879
• [雑誌論文] Synaptotagmin V and IX isoforms control Ca^<2+>-dependent insulin exocytosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iezzi, M., Kouri, G., Fukuda, M., Wollheim, C.B.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 117 ページ: 3119-3127
• [雑誌論文] Synaptotagmin IV regulates glial glutamate release. (2004)
  • 著者名/発表者名: Zhang, Q., Fukuda, M., Van Bockstaele, E., Pascual, O., Haydon, P.G.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci. USA 101 ページ: 9441-9446
• [雑誌論文] Alternative splicing in the first α-helical region of the Rab-binding domain of Rim regulates Rab3A binding activity : Is Rim a Rab3 effector protein during evolution? (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 9 ページ: 831-842
• [雑誌論文] Effect of forskolin on synaptotagmin IV protein trafficking in PC12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Yamamoto, A.
  • 雑誌名: J.Biochem. 136 ページ: 245-253
  • NAID: 10016201637
• [雑誌論文] Synaptotagmin VII is targeted to dense-core vesicles and regulates their Ca^<2+>-dependent exocytosis in PC12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Kanno, E., Satoh, M., Saegusa, C., Yamamoto, A.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 52677-52684
• [雑誌論文] Rab27A-binding protein Slp2-a is required for peripheral melanosome distribution and elongated cell shape in melanocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, T.S., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Nature Cell Biol. 6 ページ: 1195-1203
• [雑誌論文] Vesicular reuptake inhibition by a synaptotagmin I C2B domain antibody at the squid giant synapse. (2004)
  • 著者名/発表者名: Llinas, R.R., Sugimori, M., Moran, K., Moreira, J.E., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci. USA 101 ページ: 17855-17860
• [雑誌論文] Rabphilin and Noc2 function as Rab27 effectors that control Ca^<2+>-regulated exocytosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Recent Res.Dev.Neurochem. 7 ページ: 57-69
• [雑誌論文] シナプトタグミンによる調節性分泌の制御 (2004)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 蛋白質 核酸 酵素 49 ページ: 2186-2197
  • NAID: 40006462984
• [図書] アンチ・エイジングシリーズ1「白髪・脱毛・育毛の実際」メラニン色素輸送メカニズムの解明 (2005)
  • 著者名/発表者名: 福田光則, 黒田垂歩
  • 出版者: エヌ・ティー・エス