低分子量G蛋白質による細胞の接着と運動の制御機構

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11680632
• Research Institution: The University of Tokushima School of Medicine
• Principal Investigator: 佐々木 卓也 徳島大学, 医学部, 教授 (40241278)
• Keywords: 細胞運動 / 小胞輸送 / Rabファミリー低分子量G蛋白質 / Rab11 / Rabphilin-11 / 微小管 / mSec13 / リサイクリング

Research Abstract

私共の研究室では、細胞の接着と運動が、接着分子とそれを裏打ちするアクチン線維から成る細胞骨格系と接着分子や膜成分を運ぶ小胞輸送系の協調作用により制御されていることを明らかにしつつある。本年度の本研究では、おそらく細胞基質間接着分子の小胞輸送の制御に携わると考えられるRabファミリー低分子量G蛋白質のメンバーRab11の作用機構について解析し、以下の成果を得た。
Rab11は小胞のリサイクリングを制御することが明らかになっている。昨年度の本研究で、私共はRab11の標的蛋白質Rabphilin-11をラット大脳より単離している。本年度の本研究では、Rab11-Rabphilin-11系の作用機構を明らかにする目的で、Rabphilin-11結合蛋白質の単離を試みた。その結果、Rabphilin-11は酵母Sec13pの哺乳動物のカウンターパートmSec13pと直接結合した。Sec13pは酵母のコート蛋白質の構成因子として小胞体からの出芽に機能しているが、mSec13pの機能は不明である。Rabphilin-11が活性型Rab11と結合すると、mSec13pとより強く結合した。また、Rabphilin-11は核周辺部と細胞膜に向かって伸びる微小管に沿った小胞上に局在しているが、mSec13pは核周辺部に局在し、Rabphilin-11と局在が一致した。さらに、Rabphilin-11のmSec13p結合ドメインの過剰発現によってRabphilin-11とmSec13pの結合を阻害すると、核周辺部から細胞膜への小胞輸送が阻害された。以上の結果から、Rab11-Rabphilin-11系はmSec13pとの結合を介して小胞輸送、特にリサイクリングを制御していると考えられる。
このように、本年度の研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ達成できた。

Research Products

• [Publications] Tanaka,M.: "Role of Rab3 GDP/GTP exchange protein in synaptic vesicle trafficking at the mouse neuromuscular junction."Mol.Biol.Cell. (in press). (2001)
• [Publications] Nagano,F.: "Purification and properties of Rab3 GTPase activating protein."Methods Enzymol.. (in press). (2001)
• [Publications] Shirataki,H.: "Rabphilin-3 : a target molecule for Rab3 small G proteins."Methods Enzymol.. (in press). (2001)
• [Publications] Orita,S.: "Doc2α as a modulator of Ca^<2+>-dependent exocytosis."Methods Enzymol.. (in press). (2001)
• [Publications] Takai,Y.: "Small GTP-binding proteins."Physiol.Rev.. 81. 153-208 (2001)
• [Publications] Mammoto,A.: "Physical and functional interaction of Rabphilin-11 with mammalian Sec13-Implication in vesicle trafficking."J.Biol.Chem.. 275. 13167-13170 (2000)
• [Publications] Ishizaki,H.: "Role of Rab GDP dissociation inhibitor αin regulating plasticity of hippocampal neurotransmission."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97. 11587-11592 (2000)
• [Publications] Suzuki,T.: "Rho family GTPase Cdc42 is essential for the actin-based motility of Shigella in mammalian cells."J.Exp.Med.. 191. 1905-1920 (2000)
• [Publications] Mammoto,A.: "Stimulation of Rho GDI release by ERM proteins."Methods Enzymol.. 325. 91-101 (2000)
• [Publications] Nakanishi,H.: "Methods Mol.Biol."Isolation at regulatory proteins for the Rab3 subfamily GTPases.(in press). (2001)