迅速RabーGAPスクリーニング法の開発

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18057026
• 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)
• 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を目指している。本年度はまず、メラノソーム(メラニン色素)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したRab27A-GAPの網羅的なスクリーニングを行った。その結果、TBCドメインを有する二種類の蛋白質Rab27A-GAP α及びβを同定することに成功した(Genes Cells(2006)11:1023-1037;J.Biol.Chem.(2006)281:31823-31831)。Rab27A-GAP αはin vitroで特異的なRab27A-GAP活性を示すだけでなく、メラノサイトに過剰発現すると、メラノソーム上のRab27Aを不活性化しメラノソーム輸送を顕著に阻害することが明らかとなった。

研究成果

• [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
• [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
• [図書] Molecular Mechanisms of Exocytosis (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 総ページ数: 42-61
  • 出版者: The role of synaptotagmin and synaptotagmin-like protein (Slp) in regulated exocytosis.