低分子量G蛋白質Rab5の新しい役割:核内への機能分子輸送

低分子量G蛋白Rab5的新作用：将功能分子转运至细胞核内

• 批准号: 13878127
• 负责人: 堅田 利明
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13878127/
• 关键词: エンドサイトーシス; 小胞輸送; 低分子量G蛋白質; Rab5; SH2ドメイン; 核内輸送

Rab5は細胞膜からの小胞出芽、小胞間の融合や初期エンドソームへの融合など、細胞外からの物質輸送や受容体のエンドサイトーシスにおいて重要な役割を果す低分子量のG蛋白質である。先に我々は、GTP結合型のRab5と相互作用する分子を酵母のtwo hybrid系等を用いて探索し、Rab5に結合する複数の新規分子(RINファミリー)を単離・同定したが、本研究では、RINファミリー分子の性状を解析し、Rab5との相互作用について以下の知見を得た。1.Rab5結合蛋白質RINファミリーには、N末端から、SH2ドメイン、SH3ドメインが結合するProに富む配列、Rabのグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)として機能し得るVps9ドメイン、Rasとの結合が推定されるRAドメインなど、多くの機能領域が共通に存在した。2.RINファミリーの個々のメンバーは、ヒトの各組織間で異なる発現パターンを示した。3.RIN2はGDP-Rab5よりもGTP-Rab5に対してより結合親和性が高く、さらにGEFの活性も有した。4.RIN2は、C末端側及びN末端側同士で会合し、ホモ4量体を形成するというユニークな性状を示した。5.HeLa細胞でのRIN2の細胞内局在について検討した結果、G1, S, G2前期ではRab5と同じ小胞に共局在しているが,細胞周期に依存してM期特異的に核内に移行するという興味深い局在変化を見出した。6.このRIN2の核内移行は、活性化型であるRab5変異体の導入で促進され、不活性化型Rab5変異体導入によって完全に抑制された。これらの知見は、細胞膜受容体刺激のシグナルがRINファミリー分子を介してRab5に伝達され、さらにRINがRab5の下流で機能する可能性を示唆している。また、Rab5は機能分子の核内移行をも制御する可能性が生まれた。

Rab5是一种低分子量G蛋白，在细胞外物质的转运中发挥重要作用，例如囊泡从细胞膜出芽、囊泡之间的融合、与早期内体的融合以及受体的内吞作用。此前，我们使用酵母二杂交系统等寻找与GTP结合的Rab5相互作用的分子，并分离和鉴定了多个与Rab5结合的新分子（RIN家族），我们分析了RIN家族分子的特性并获得了RIN家族分子的特性。以下关于它们与 Rab5 相互作用的发现。 1. Rab5 结合蛋白的 RIN 家族从 N 末端开始包括 SH2 和 SH3 结构域结合的富含 Pro 的序列、可充当 Rab 鸟嘌呤核苷酸交换因子 (GEF) 的 Vps9 结构域，以及预测与 Ras 的结合有许多共同的功能区域，例如 RA 结构域。 2. RIN家族的各个成员在人体组织中表现出不同的表达模式。 3.RIN2对GTP-Rab5的结合亲和力高于GDP-Rab5，并且还具有GEF活性。 4.RIN2表现出独特的性质，其C端侧和N端侧相互缔合形成同源四聚体。 5.检查HeLa细胞中RIN2的细胞内定位结果发现，在G1、S和G2早期，它与Rab5共定位在相同的囊泡中，但它在M期特异地定位在细胞核中。我们发现了一个有趣的局部变化，其中细胞迁移到身体内部。 6. RIN2的这种核易位通过引入活化的Rab5突变体而得到促进，并且通过引入失活的Rab5突变体而被完全抑制。这些发现表明，质膜受体刺激信号通过 RIN 家族分子传递至 Rab5，并且 RIN 可能在 Rab5 下游发挥作用。此外，Rab5还可能控制功能分子的核输入。