| 研究概要 |
CRM1は代表的な核外輸送受容体であり、核外輸送シグナル (NES)をもつ輸送基質(cargo)を認識して核から細胞質に運び出す。CRM1による核外輸送では、まず核内でCRM1とNES-cargoとRanGTPが３者複合体（核外輸送複合体）を形成する。この複合体はCRM1と核膜孔複合体構成蛋白質群の相互作用により核膜孔を通過する。最後に細胞質で、RanによるGTP加水分解を促進する蛋白質群(RanBP1, RanGAP)の作用によりCRM1核外輸送複合体は解体される。
最近CRM1-NES-RanGTP複合体の結晶構造が解かれ、CRM1によるNESの特異的認識機構の理解が進んだ。これと同時期に当研究室では、細胞質でのCRM1核外輸送複合体解体反応中間体に相当するCRM1-RanBP1-RanGTP複合体の結晶構造を解き、「RanBP1がCRM1の構造変化を引き起こし、NES結合部位をopen状態からclosed状態に変化させることによりNES-cargoの解離を促進する」というアロステリック機構を明らかにした。残された未解決課題の一つはCRM1とNES-cargoの結合がRanGTPに依存する機構の解明である。「CRM1単独で最も安定な構造がNES結合型の構造とは異なり、CRM1をNES結合型の構造に変化させるためにRanGTPの結合エネルギーが利用されているということが、CRM1とRanGTPが協同的にNESを認識する機構の核心である」と推測されてきたが、その機構を確立するためにはCRM1単独の構造を高分解能で解くことが必要不可欠であった。そこで本研究ではCRM1単独の結晶構造を2.1オングストローム分解能で解いた。さらに、一連の結晶構造解析から推測されるメカニズムを機能解析により検証した。
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