Cell Biological Dissection of GLUT4 Trafficking Pathways

GLUT4 贩运途径的细胞生物学解析

基本信息

项目摘要

Our previous studies indicated that the exocytotic and endocytotic pathways for GLUT4 are regulated by GTP-binding proteins, Rab4 and dynamin, respectively. In the present study, we investigated the interaction of Rab4 with syntaxin4, a t-SNARE protein implicated in the insulin-induced exocytic fusion of the GLUT4-containing vesicle with the plasma membrane. Rab4 and syntaxin4 were co-immunoprecipitated from the lysates of rat adipocytes. The interaction of the two proteins were attenuated by pretreatment of the cells with insulin but enhanced with GTPγS. A GTPase deficient mutant of Rab4, but not a GTP-binding defective mutant was bound to syntaxin 4, suggesting that the interaction between the two proteins were regulated by the guanine-nucleotide-binding state of Rab4. In addition, we found that the presence of munc-18c, a negative regulator of the SNARE complex formation, displaced Rab4 from syntaxin 4, indicating that the dissociation of munc-18c from syntaxin4 is required for the Rab4-syntaxin 4 interaction.We also found that insulin recruits GLUT4 from distinct compartments via distinct traffic pathways with differential microtubule dependence in rat primary adipocytes. Disruption of the microtubules with nocodazole revealed that insulinstimulated glucose transport and GLUT4 translocation were inhibited by about 50%. In addition, the time-course of the insulin stimulation of glucose transport was significantly delayed with nocodazole. Nocodazole partially inhibited insulin-induced translocation of IRAP and VAMP-2 but without effect on GLUT1 and VAMP-3. Thus, the microtubule-independent GLUT4 subpopulation seems to localize to the endosomal recycling compartment, and the independent subpopulation are likely to localize to more specialized compartment.
我们之前的研究表明,GLUT4 的胞吐和内吞途径分别受 GTP 结合蛋白 Rab4 和 dynamin 的调节。在本研究中,我们研究了 Rab4 与 Syntaxin4(一种与胰岛素相关的 t-SNARE 蛋白)的相互作用。诱导含有 GLUT4 的囊泡与质膜的胞吐融合。从大鼠脂肪细胞裂解物中进行免疫共沉淀。用胰岛素预处理细胞可减弱两种蛋白的相互作用,但用 GTPγS 缺陷型 Rab4 突变体(但 GTP 结合缺陷型突变体)与突触蛋白 4 结合则增强这种相互作用。 ,表明两种蛋白质之间的相互作用受到 Rab4 的鸟嘌呤核苷酸结合状态的调节。 munc-18c 是 SNARE 复合物形成的负调节因子,它取代了 Syntaxin 4 中的 Rab4,表明 Rab4-syntaxin 4 相互作用需要 munc-18c 与 Syntaxin4 的解离。我们还发现,胰岛素通过以下方式从不同的区室招募 GLUT4:大鼠原代脂肪细胞中具有不同微管依赖性的不同交通途径用诺考达唑破坏微管表明胰岛素刺激葡萄糖转运。和 GLUT4 易位被抑制约 50%。此外,诺考达唑显着延迟了胰岛素刺激葡萄糖转运的时程,诺考达唑部分抑制了胰岛素诱导的 IRAP 和 VAMP-2 易位,但对 GLUT1 和 VAMP 没有影响。 -3.因此,不依赖于微管的GLUT4亚群似乎定位于内体回收室,并且独立的亚群可能定位于更多。专门的隔间。

项目成果

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Li, L.et al.: "Direct interaction of Rab4 with syntaxin 4"J. Biol. Chem.. 276・7. 5265-5273 (2001)
Li, L. 等:“Rab4 与突触蛋白 4 的直接相互作用”J. Biol. 276・7。
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Li, L., Omata. W., Kojima, I. and Shibata, H.: "Direct interaction of Rab4 with syntaxin 4"J. Biol. Chem.. 276. 5265-5273 (2001)
李,L.,奥玛塔。
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Suzuki, J., Ohnishi, H., Shibata, H., Iiri, T., Wada, A., Hirayama, T., Ueda, N., Kanamatsu, C., Tsuchida, T., Mashima, H., Yasuda, H. and Fujita, T.: "Dynamin is involved jin the vacuolation induced by Helicobacter Pylori vacuolating cytotoxin (VacA)"J.
铃木 J.、大西 H.、柴田 H.、饭里 T.、和田 A.、平山 T.、上田 N.、金松 C.、土田 T.、真岛 H.、
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Liu, L.-B.et al.: "Disruption of the microtubules reveals two kineticallyclifferent trafficking components of GLUT4 in rat adipocytes"Diabetes. 51・Suppl2. A310 (2002)
Liu, L.-B. 等人:“微管的破坏揭示了大鼠脂肪细胞中 GLUT4 的两种动力学差异运输成分”糖尿病 51·Suppl2。
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Liu, L.-B.et al.: "Disruption of the microtubules reveals two kineticallydifferent trafficking components of GLUT4 in rat adipocytes"Diabetes. 51・Suppl 2. A310 (2002)
Liu, L.-B. 等人:“微管的破坏揭示了大鼠脂肪细胞中 GLUT4 的两种动力学不同的运输成分”糖尿病。 51·Suppl 2. A310 (2002)
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