ゴルジ体を中心とするメンブレントラフィックの制御機構

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15079204
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中山 和久 京都大学, 薬学研究科, 教授 (40192679)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 申 惠媛 京都大学, 薬学研究科, 研究員(科学研究) (10345598)
• Keywords: 細胞・組織 / 生体分子 / 蛋白質 / 薬学

Research Abstract

低分子量GTP結合タンパク質ARFは,オルガネラ間のタンパク質輸送を行う輸送小胞の形成を調節する。活性化された(GTP結合型)ARFはオルガネラ膜に結合し,その部位にCOPI, AP-1,GGAなどのコートタンパク質複合体をリクルートして輸送小胞の形成を開始させる.さらに,GTP結合型ARFは,さまざまなエフェクタータンパク質を相互作用することにより小胞輸送を調節する.本研究では,ARFおよびARF様タンパク質と相互作用するエフェクタータンパク質の機能を解析することにより,小胞輸送の調節機構を解明をめざした.
ARFおよびRab11とArfophilinの相互作用
Arfophilin/FIPは,ARFおよび別の低分子量GTP結合タンパク質Rab11と相互作用する.本年度は,Arfophilin/FIPに関して以下のことを明らかにした.
1.GTP結合型のARFとRab11は,Arfophilin/FIPのC末端の別個の領域に同時に結合できることを示した.
2.Arfophilin/FIPはRab11によってリサイクリングエンドソームにリクルートされ,そこにさらにARFがリクルートされることを証明した.
3.ドミナントネガティブArfophilin/FIPを細胞に発現させると,VSVGのTGNから細胞表面への輸送が異常になることを示した.
ARL1およびARFRP1の細胞内機能の解析
ARL1とARFRP1はともにARF様タンパク質であり,相互作用することによりGRIPタンパク質をTGNにリクルートすることにより,小胞輸送を調節する.本年度はこれらの低分子量GTPaseに関して以下のことを明らかにした.
1.ARL1やARFRP1をsiRNAによりノックダウンすると,VSVGのTGNから細胞表面への輸送が異常になることを示した.
2.ARFRP1の結合タンパク質として,NSFおよびCOPI複合体のαおよびβ'サブユニットを同定した.

Research Products

• [Journal Article] Recruitment of clathrin onto endosomes by the Tom1-Tollip complex. (2006)
  • Author(s): Katoh, Y., Imakagura, H.Futatsumori, M., Nakayama, K.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. 341 Pages: 143-149
• [Journal Article] Structural basis for recognition of ubiquitinated cargo by Tom1-GAT domain (2005)
  • Author(s): Akutsu, M., Kawasaki, M., Katoh, Y., Shiba, T., Yamaguchi, Y., Kato, R., Kato, K., Nakayama, K., Wakatsuki, S.
  • Journal Title: FEBS Lett. 579 Pages: 5385-5391
• [Journal Article] Roles of ARFRP1 (ADP-ribosylation factor-related protein 1) in post-Golgi membrane trafficking. (2005)
  • Author(s): Shin, H.-W., Kobayashi, H., Kitamura, M., Waguri, S., Suganuma, T., Uchiyama, Y., Nakayama, K.
  • Journal Title: J.Cell Sci. 118 Pages: 4039-4048
• [Journal Article] Molecular mechanism of ubiquitin recognition by GGA3 GAT domain. (2005)
  • Author(s): Kawasaki, M., Shiba, T., Shiba, Y., Yamaguchi, Y., Matsugaki, N., Igarashi, N., Suzuki, M., Kato, R., Kato, K., Nakayama, K., Wakatsuki, S.
  • Journal Title: Genes Cells 10 Pages: 639-654
• [Journal Article] Structure determination of GGA-GAE and gl-ear in complex with peptides : crystallization of low-affinity complexes in membrane traffic. (2005)
  • Author(s): Yamada, Y., Inoue, M., Shiba, T., Kawasaki, M., Kato, R., Nakayama, K., Wakatsuki, S.
  • Journal Title: Acta.Cryst.D. 61 Pages: 731-736
• [Journal Article] Cellular and subcellular localization of EFA6C, a third member of the EFA6 family, in adult mouse Purkinje cells. (2005)
  • Author(s): Matsuya, S., Sakagami, H., Tohgo, A., Owada, Y., Shin, H.-W., Takeshima, H., Nakayama, K., Kokubun, S., Kondo, H.
  • Journal Title: J.Neurochem. 93 Pages: 674-685
• [Journal Article] Convergence of cell cycle regulation and growth factor signals on GRASP65. (2005)
  • Author(s): Yoshimura, S., Yoshioka, K., Barr, F.A., Lowe, M., Nakayama, K., Ohkuma, S., Nakamura, N.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 280 Pages: 23048-23056
• [Journal Article] メンブレントラフィックを調節する新規のクラスリンアダプターの構造と機能 (2005)
  • Author(s): 中山和久, 若槻壮市
  • Journal Title: 生化学 78 Pages: 1367-1381
• [Journal Article] Membrane recruitment of effector proteins by Arf and Rab GTPases. (2005)
  • Author(s): Kawasaki, M., Nakayama, K., Wakatsuki, S.
  • Journal Title: Curr.Opin.Struct.Biol. 15 Pages: 681-689