迅速Rab-GAPスクリーニング法の開発

• 研究課題/領域番号: 18057026
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 福田 光則 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (50311361)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円); 2007年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円); 2006年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
• キーワード: 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

研究概要

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に取り組んだ。これまでの研究でメラノソーム輸送を司る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てTBCドメインを有する二種類の蛋白質Rab27A-GAPα及びβを同定することに成功した。本年度はさらに、インスリン刺激依存的に細胞膜に輸送されるグルコース輸送体4の制御に関わるAS160という分子が、Rab10-GAPとして機能することを突き止めた(Cell Metab.(2007)5,293-303)。

研究成果

• [雑誌論文] Synaptotagmin VII splice variants α, β, and δ are expressed in pancreatic β-cells and regulate insulin exocytosis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Gauthier, B. R., Duhamel, D. L., lezzi, M., Theander, S., Saltel, F., Fukuda, M., Wehrle-Haller, B. & Wollheim, C. B.
  • 雑誌名: FASEB J. 22 ページ: 194-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] JNK mediates Syt 4 localization to mature secretory vesicles and enhances Ca^<2+>-evoked release. (2008)
  • 著者名/発表者名: Mori, Y., Higuchi, M., Hirabayashi Y., Fukuda, M. & Gotoh, Y.
  • 雑誌名: EMBO J. 27 ページ: 76-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confusion in the nomenclature of synaptotagmins V and IX: which is which? (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M. & Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: Calcium Binding Proteins 3 ページ: 1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synaptotagmin VII modulates the kinetics of dense-core vesicle exocytosis in PC12 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T. & Fukuda, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 12 ページ: 511-519
  • 査読あり
• [雑誌論文] Up-regulation of ras-GAP genes is reversed by a MEK inhibitor and doxorubicin in ν-Ki-ras transformed NIH/3T3 fibroblasts. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hashii, M., Fukuda M., Nomura, H., Ito, N., Takahashi, H., Hattori, S., Mikoshiba, K., Noda, M. & Higuchi, Y.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 356 ページ: 374-380
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rab10, a target of the AS160 Rab GAP, is required for insulin-stimulated translocation of GLUT4 to the adipocyte plasma membrane. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sano, H., Eguez, L., Teruel, M. N., Fukuda, M., Chuang, T. D., Chavez, J. A., Lienhard, G. E. & McGraw, T. E.
  • 雑誌名: Cell Metab. 5 ページ: 293-303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synaptotagmin (Syt) IX is an essential determinant for protein sorting to secretory granules in mast cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Haberman, Y., Ziv, I., Gorzalczany, Y., Hirschberg, K., Mittleman, L., Fukuda, M. & Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: Blood 109 ページ: 3385-3392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synaptotagmin I binds intestinal epithelial NHE3 and mediates cyclic AMP-and Ca^<2+>-induced endocytosis by recruitment of AP2 and clathrin. (2007)
  • 著者名/発表者名: Musch, M. W., Arvans, D. L., Walsh-Reitz, M. M., Uchiyama, K., Fukuda, M. & Chang, E. B.
  • 雑誌名: Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 292
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteomic analysis of insulin secretory granules. (2007)
  • 著者名/発表者名: Brunner, Y., Coute, Y., Iezzi, M., Foti, M., Fukuda, M., Hochstrasser, D., Wollheim, C. B. & Sanchez, J.-C.
  • 雑誌名: Mol. Cell. proteomics 6 ページ: 1007-1017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cholesterol controls lipid endocytosis through rabll. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, M., Murate, M., Fukuda, M., Sato, S. B., Ohta, A. & Kobayashi, T.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 18 ページ: 2667-2677
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial segregation of degradation-and recycling-trafficking pathways in COS-1 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Misaki, R., Nakagawa, T., Fukuda, M., Taniguchi, N. & Taguchi, T.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 360 ページ: 580-585
  • 査読あり
• [雑誌論文] Myosin Vb is required for trafficking of cystic fibrosis transmembrane conductance regulator in Rablla-specific apical recycling endosomes in polarized human airway epithelial cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Swiatecka-Urban, A., Talebian, L., Kanno, E., Moreau-Marquis, S., Coutermarsh, B., Hansen, K. el al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 23725-23736
  • 査読あり
• [雑誌論文] メラニン色素輸送の分子メカニズム (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 太陽紫外線防御研究委員会学術報告 17 ページ: 45-49
• [雑誌論文] Rabファミリータンパク質による膜輸送制御の特異性と多様性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 生化学 79 ページ: 1046-1051
  • NAID: 10019995765
• [雑誌論文] The polybasic sequence in the C2B domain of rabphilin is required for the vesicle docking step in PC12 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T., Kanno, E., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Neurochem. 100 ページ: 770-779
• [雑誌論文] Dvl regulates endo- and exocytotic processes through binding to synaptotagmin. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kishida, S., Hamao, K.Inoue, M., Hasegawa, M., Matsuura, Y., Mikoshiba, K., Fukuda, M., Kikuchi, A.
  • 雑誌名: Genes Cells 12 ページ: 49-61
• [雑誌論文] Versatile roles of R-Ras GAP in neurite formation of PC12 cells and embryonic vascular development. (2007)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 3413-3417
• [雑誌論文] Live cell imagingによる細胞活動の可視化解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 坪井貴司, 福田光則
  • 雑誌名: 日本比較内分泌学会ニュース 124(2) ページ: 45-53
  • NAID: 10018293579
• [雑誌論文] Distinct Rab27A binding affinities of Slp2-a and Slac2-a/melanophilin : Hierarchy of Rab27A effectors. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 343 ページ: 666-674
• [雑誌論文] Rab27a regulates epithelial sodium channel (ENaC) activity through synaptotagmin-like protein (SLP-5) and Muncl3-4 effector mechanism. (2006)
  • 著者名/発表者名: Saxena, S.K., Horiuchi, H., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 344 ページ: 651-657
• [雑誌論文] The Slp4-a linker domain controls exocytosis through interaction with Munc18-1・syntaxin-la complex. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 17 ページ: 2101-2112
• [雑誌論文] Rab3A and Rab27A cooperatively regulate the docking step of densecore vesicle exocytosis in PC12 cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 119 ページ: 2196-2203
• [雑誌論文] Decreased basal mucus secretion by Slp2-a-deficient gastric surface mucous cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Saegusa, C., Tanaka, T., Tani, S., Itohara, S., Mikoshiba, K., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 11 ページ: 623-631
• [雑誌論文] Regulation of synaptic transmission by RAB-3 and RAB-27 in Caenorhabditis elegans. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mahoney, T.R., Liu, Q., Itoh, T., Luo, S., Hadwiger, G., Vincent, R., Wang, Z.-W., Fukuda, M., Nonet, M.L.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 17 ページ: 2617-2625
• [雑誌論文] Chronic olanzapine treatment causes differential expression of genes in frontal cortex of rats as revealed by DNA microarray technique. (2006)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: Neuropsychopharmacol 31 ページ: 1888-1899
• [雑誌論文] Screening for target Rabs of TBC (Tre-2/Bub2/Cdc16) domain-containing proteins based on their Rab-binding activity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T., Satoh, M., Kanno, E., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 11 ページ: 1023-1037
• [雑誌論文] Neuronal calcium sensor-1 (NCS-1) and PI4Kβ stimulate ERK1/2 signaling by accelerating recycling through endocytic recycling compartment (ERC). (2006)
  • 著者名/発表者名: Kapp-Barnea, Y., Ninio-Many, L., Hirschberg, K., Fukuda, M., Jeromin, A., Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 17 ページ: 4130-4141
• [雑誌論文] Constitutive GDP/GTP exchange and secretion-dependent GTP hydrolysis activity for Rab27 in platelets. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kondo, H., Shirakawa, R., Higashi, T., Kawato, M., Fukuda, M., Kita, T., Horiuchi, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 28657-28665
• [雑誌論文] Identification of EPI64 as a GTPase-activating protein specific for Rab27A. (2006)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 31823-31831
• [雑誌論文] Functional involvement of Noc2, a Rab27 effector, in rat parotid acinar cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Imai, A., Yoshie, S., Nashida, T., Shimomura, H., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Arch. Biochem. Biophys. 455 ページ: 127-135
• [雑誌論文] Rab27 and its effectors in secretory granule exocytosis : A novel docking machinery composed of a Rab27・effector complex. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biochem. Soc. Trans. 11 ページ: 691-695
• [雑誌論文] シナプトタグミンの分子進化 (2006)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 生体の科学 57(5) ページ: 458-459
• [学会発表] Role of small GTPase Rab27A and its effectors in regulated exocytosis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 学会等名: The 1st International Conference of Tohoku Neuroscience GCOE"from Genes to Development and Behavior"
  • 発表場所: Zao
  • 年月日: 2008-01-23
• [学会発表] TBCドメインを含む新規Rab3A-GAPのスクリーニング (2007)
  • 著者名/発表者名: 石橋弘太郎、菅野栄子、伊藤敬、福田光則
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-13
• [学会発表] 低分子量Gタンパク質Rab27Aによる膜輸送制御の分子基盤の解明 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会三菱化学奨励賞授賞講演
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-12
• [学会発表] Regulation of secretory vesicle exocytosis by Rab small GTPases. (2007)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 学会等名: International Symposium on Membrane Traffic
  • 発表場所: Awaji
  • 年月日: 2007-11-29
• [学会発表] Rab4 negatively regulates CFTR expression in the plasma membrane in human airway epithelial cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M. & Swiatecka-Urban, A.
  • 学会等名: The 20th Annual North American Cystic Fibrosis Conference
  • 発表場所: Anaheim, USA
  • 年月日: 2007-10-05
• [学会発表] シナプトタグミン7による調節性分泌制御機構の可視化解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 坪井貴司、福田光則
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] 低分子量Gタンパク質Rab27とエフェクター分子による分泌小胞輸送の制御機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第40回日本発生生物学会・第59回日本細胞生物学会合同大会・ミニシンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2007-05-28
• [学会発表] 肌や髪の毛が黒くなる仕組みーメラニン色素は動く! (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 東北大学大学院生命科学研究科春期講習会
  • 発表場所: 弘前
  • 年月日: 2007-04-21
• [図書] "Rab27による分泌小胞の輸送制御メカニズム", ブレインサイエンスレビュー2008 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 出版者: 財団法人 ブレインサイエンス振興財団
• [図書] Molecular Mechanisms of Exocytosis (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 出版者: The role of synaptotagmin and synaptotagmin-like protein (Slp) in regulated exocytosis.
• [備考]
  • URL: http://www.lifesci.tohoku.ac.jp/teacher/neuro/t_fukuda.html