新奇Ｇサイクルの起動制御に関わる構造生物学的解析

• 研究領域: 細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎
• 研究課題/領域番号: 23121505
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 堅田 利明 東京大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (10088859)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2012年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: シグナル伝達 / Gタンパク質 / Gサイクル / ゲノムプロジェクト / G蛋白質

研究実績の概要

平成24年度の本新学術領域研究では、既知タイプとは異なる新奇低分子量Ｇ蛋白質群、すなわち、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には依らないGTP結合待機型Ｇ蛋白質（Arfファミリーに属するArl8、RasファミリーのDi-Rasなど）について、生化学、分子生物学、細胞生物学的な解析を進めると共に、その一部については構造学的な考察及び解析も加えた。１．リソソームに局在するArl8が、後期エンドソームに加えてリソソームとファゴソームの融合に必須の役割を果たすことを解明した。さらに、線虫を用いた遺伝学的解析から、Arl8と協調して機能する因子として、酵母で液胞の融合を制御するHOPS複合体の構成因子Vps39、41を同定した。２．H-、K-Rasなどの代表的なRasとは異なり、Di-Rasはその大部分がSmgGDSとヘテロ二量体を形成して細胞質の可溶性画分に存在すること、また、Di-Rasの有するGTP/GDP結合親和性は、SmgGDSとの複合体形成によって顕著に低下することを見出した。GTP結合型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、Epac2aを細胞膜に局在化させた。さらに、東大・院薬の清水敏之教授との共同研究から、Ｘ線小角散乱の解析結果（DAMMINモデル）に基づくDi-RasとSmgGDSの複合体の予測構造を取得した。３．低分子量Ｇ蛋白質Rac1において、野生型のDi-Rasが示すような著しく速いGDP解離活性をもつヒトの変異体を見出し、Rasで見られようなGTPアーゼ活性の低下に依らない活性型点変異が、腫瘍形成に介在することを解明した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawazu M, Ueno T, Kontani K, Ogita Y, Ando M, Fukumura K, Yamato A, Soda M, Takeuchi K, Miki Y, Yamaguchi H, Yasuda T, Naoe T,Yamashita Y, Katada T, Choi YL, Mano H,
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 110 号: 8 ページ: 3029-3034
  • DOI: 10.1073/pnas.1216141110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical roles of type III phosphatidylinositol phosphate kinase in murine embryonic visceral endoderm and adult intestine (2012)
  • 著者名/発表者名: Takasuga , Wada et al.
  • 雑誌名: PNAS 110 巻: 1726-1731 号: 5 ページ: 1726-31
  • DOI: 10.1073/pnas.1213212110
  • 査読あり
• [雑誌論文] The inhibitory G protein G(i) identified as pertussis toxin-catalyzed ADP-ribosylation. （総説） (2012)
  • 著者名/発表者名: Katada T
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull. 巻: 35 ページ: 2103-2111
• [雑誌論文] C. elegans AMPKs promote survival and arrest germline development during nutrient stress. (2012)
  • 著者名/発表者名: Fukuyama M., et al.
  • 雑誌名: Bio. Open 巻: 1 号: 10 ページ: 929-936
  • DOI: 10.1242/bio.2012836
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuronally expressed Ras-family GTPase Di-Ras modulates synaptic activity in Caenorhabditis elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: Tada M, Gengyo-Ando K, Kobayashi T, Fukuyama M, Mitani S, Kontani K, Katada T
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 17(9) 号: 9 ページ: 778-89
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2012.01627.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] RINL, guanine nucleotide exchange factor Rab5-subfamily, is involved in the EphA8-degradation pathway with odin (2012)
  • 著者名/発表者名: Kajiho, H., et al.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 号: 1 ページ: e30575-e30575
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0030575
  • 査読あり
• [雑誌論文] cTAGE5 mediates collagen secretion through interaction with TANGO1 at endoplasmic reticulum exit sites (2011)
  • 著者名/発表者名: Saito, K., Yamashiro, K., Ichikawa, Y., Erlmann, P., Kontani, K., Malhotra, V., and Katada, T.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell 巻: 22 号: 13 ページ: 2301-2308
  • DOI: 10.1091/mbc.e11-02-0143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of RIN3 as a guanine nucleotide exchange factor for the Rab5 subfamily GTPase Rab31 (2011)
  • 著者名/発表者名: Kajiho, H., Sakurai, K., Minoda, T., Yoshikawa, M., Nakagawa, S., Fukushima, S., Kontani, K., and Katada, T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 号: 27 ページ: 24364-24373
  • DOI: 10.1074/jbc.m110.172445
  • 査読あり
• [雑誌論文] RASSF7 negatively regulates pro-apoptotic JNK signaling by inhibiting the activity of phosphorylated-MKK7 (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Ebihara, A., Kajiho, H., Kontani, K., Nishina, H., and Katada, T.
  • 雑誌名: Cell Death Differ 巻: 18 号: 4 ページ: 645-655
  • DOI: 10.1038/cdd.2010.137
  • 査読あり
• [雑誌論文] RhoA activation participates in rearrangement of processing bodies and release of nucleated AU-rich mRNAs (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Sakurai, K., Ebihara, A., Kajiho, H., Saito, K., Kontani, K., Nishina, H., and Katada, T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 39 号: 8 ページ: 3446-3457
  • DOI: 10.1093/nar/gkq1302
  • 査読あり
• [学会発表] アティピカルRasファミリーGタンパク質Di-Rasの機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 紺谷 圏二
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-16
• [学会発表] インスリン経路を介した芽細胞休眠制御に関与するmicroRNAmir-235の同定と解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 春日 秀文
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] 線虫を用いたmiR-92の生理機能と発現制御メカニズムの解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北澤 文
  • 学会等名: 第11回ファーマ・バイオフォーラム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] 休眠時に高発現して発生停止を維持するmicroRNA (2012)
  • 著者名/発表者名: 福山 征光
  • 学会等名: 日本動物学会 第83回大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] 低分子量G蛋白質Sar1の活性制御によるコラーゲン分泌機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 康太
  • 学会等名: 第11回生命科学研究会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2012-06-30
• [学会発表] 繊毛形成・機能に介在するARLファミリー低分子量Gタンパク質の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 紺谷圏二
  • 学会等名: 第3回繊毛研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-06-09
• [学会発表] 分子スイッチとしてのGTP結合蛋白質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堅田利明
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 札幌(特別講演)(招待)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] マルチドメイン型RabファミリーG蛋白質EFCAB4Baの機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部芙美子, 他
  • 学会等名: ファーマ・バイオフォーラム2011
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-10-08
• [学会発表] リソソームへの輸送における低分子量Gタンパク質Arl8の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 紺谷圏二, 他
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 細胞のシグナル伝達系に介在するG蛋白質 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堅田利明
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部第77回例会
  • 発表場所: 仙台(特別講演)(招待)
  • 年月日: 2011-07-23
• [学会発表] The ciliary small GTPase Arl13b (I) : Arl13b functions at ciliary membranes and stabilizes intraflagellar transport (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀裕次, 他
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-06-27
• [学会発表] The ciliary small GTPase Arl13b (II) : Arl13b functions at ciliary membranes and stabilizes intraflagellar transport (2011)
  • 著者名/発表者名: 永島慎一, 他
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-06-27
• [備考]
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~seiri/
• [備考]
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~seiri/