新奇Gサイクルの起動制御と新たな存在様式・作動原理の解析

新型G循环的启动控制及新的存在方式和工作原理分析

基本信息

批准号：
23247019
负责人：
堅田利明
金额：
$ 14.89万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本基盤研究(A)の初年度においては、既知タイプとは異なるG蛋白質群、すなわち、1)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型とは異なるGTP結合待機型G蛋白質(申請者らが先に同定したArfファミリーに属するArl8、RasファミリーのDi-Rasなど)、2)低分子量Gドメインに加えて別の機能領域も有するユニークな構造のマルチ・ドメイン型G蛋白質(ArfファミリーのArl13b、RabファミリーのEFCAB4Bなど)について検討を加え、以下の知見を得た。1.線虫Arl8欠失変異体を用いた解析から、Arl8は、後期エンドソームに加えてファゴソームとリソソームの融合に必須の役割を果たすこと、さらにArl8b欠失マウスの解析から、Arl8bを欠くマウスは膵外分泌細胞の分泌小胞の局在が異常となる表現型を見出した。2.Di-Rasは、出生後の神経組織に特異的に発現するが、smg-GDSとヘテロ二量体を形成して細胞質画分にも存在することを見出した。また、GTP結合型において、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、細胞膜にEpac2aを局在化させることを見出した。3.N末端側のArfドメインに加えて、Coiled-coil及びPro-rich配列を有するユニークなG蛋白質Arl13bは、繊毛に限局して繊毛内物質輸送系に介在する。このArl13の繊毛局在性は、ゴルジ体でのN末端側パルミトイル化修飾とC末端側に存在するRVEP配列に依存した繊毛標的化によることを見出した。4.C末端側のRabドメインに加えて、EF-hand及びCoiled-coil配列を有するユニークなG蛋白質EFCAB4B(a型)は、細胞内Ca^<2+>上昇に応答して核近傍のリサインクリングエンドソームへ集積し、炎症性サイトカイン産生に関与することを見出した。

在这项基础研究的第一年（A），我们重点研究了一组与已知类型不同的G蛋白，即：1）GTP结合就绪G蛋白，其不同于传统的刺激依赖性GDP-GTP交换构象转换类型（Arl8，R属于申请人先前确定的Arf家族2）具有独特结构的多结构域G蛋白，除了低分子量G结构域外还具有其他功能区域（例如Arf家族的Arl13b和Rab家族的EFCAB4B），我们获得了以下发现。 1.使用线虫Arl8缺失突变体的分析表明，除晚期内体外，Arl8在吞噬体和溶酶体的融合中发挥着重要作用，并且对Arl8b缺陷小鼠的分析表明，缺乏Arl8b的小鼠我们发现了一种表型，其中定位胰腺外分泌细胞的分泌小泡异常。 2.Di-Ras在出生后神经组织中特异表达，但我们发现它也存在于细胞质部分，与smg-GDS形成异二聚体。我们还发现，在 GTP 结合形式中，Di-Ras 与 Epac2a 的 RA 结构域（之前被鉴定为 Rap GEF）结合，并将 Epac2a 定位于细胞膜。 3.除了N端Arf结构域外，独特的G蛋白Arl13b具有卷曲螺旋和富含Pro的序列，定位于纤毛并介导纤毛内物质转运系统。我们发现 Arl13 的这种纤毛定位是由于纤毛靶向依赖于高尔基体的 N 端棕榈酰化修饰和 C 端侧存在的 RVEP 序列。 4. 除了 C 端侧的 Rab 结构域外，EFCAB4B（a 型）是一种具有 EF 手和卷曲螺旋序列的独特 G 蛋白，可响应细胞内 Ca^<2 的增加而激活近核受体+> 发现它积聚于内体中并参与炎症细胞因子的产生。