ＡＲＨＧＡＰ２２の生理学的機能の解明

ARHGAP22生理功能的阐明

• 批准号: 15J09533
• 负责人: 森 真美子
• 金额: $ 0.44万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J09533/
• 关键词: small GTPase; 低分子量G蛋白質; ARHGAP22; 膜輸送; Rac; RhoA; 低分子量 GTP結合タンパク質; RacGAP

Rhoファミリー低分子量G蛋白質 (RhoGTPase)は、アクチン細胞骨格の再編成を通して細胞の形態や運動を制御する因子で、細胞内において分子スイッチとして働いている。細胞内にはRhoGTPaseの活性化と不活性化を調節する因子が多数存在する。近年RhoGTPaseの不活化因子であるGAPが積極的に細胞の形態や運動を制御していることが明らかとなり、その重要性が認知されるようになってきた。これまでRhoGTPaseの1つであるRacに特異的なGAPとして機能するARHGAP22は、病理学的機能の報告はされているものの生理学的機能は不明である。そこで、本研究ではARHGAP22の生理学的機能を解明することを目標としている。これまでの成果として、ARHGAP22は細胞内においてエンドソームに局在し、RacGAPとして葉状仮足の形成と細胞伸展を抑制する働きがあることが示された。またARHGAP22が必要に応じてエンドソームから細胞膜に移行してRacを不活化することが示唆された。ARHGAP22のエンドソームへの局在化はそのCCドメインで制御されていることから、おそらくCCドメインを介した局在制御機構が存在すると考えられる。そこで、エンドソームへの局在化を欠損させた変異型ARHGAP22を作成しその細胞内におけるRacGAP活性を野生型ARHGAP22と比較した。その結果、両者は同様に細胞膜において活性型Racと共局在し、同様に葉状仮足の形成を阻害することが明らかになった。以上の結果より、ARHGAP22はエンドソームでは待機状態であり、必要に応じて細胞膜でRacGAPとして機能することが示唆された。また細胞膜に存在するPIP3に対する阻害剤を用いた実験より、実際にRacGAPとして働く場である細胞膜への移行にはARHGAP22のPHドメインが関与していることが明らかになった。

RHO家族低分子量G蛋白（Rhogtpases）是通过重排肌动蛋白细胞骨架来调节细胞形态和运动性的因素，并充当细胞内的分子开关。细胞中有许多因素调节Rhogtpase的激活和失活。近年来，很明显，差距是Rhogtpase的失活因素，积极调节细胞的形态和运动，其重要性已得到认可。 ARHGAP22作为对RAC的特异性差距（Rhogtpases之一）的作用，以前据报道具有病理功能，但其生理功能尚不清楚。因此，本研究旨在阐明ARHGAP22的生理功能。先前的结果表明，ARHGAP22位于细胞内的内体中，作为RACGAP，它具有抑制层状脂蛋白和细胞扩展的形成的功能。还提出，必要时，ArhGAP22从内体迁移到细胞膜，使RAC失活。由于ArhGAP22将其定位到内体受其CC结构域的调节，因此很可能存在通过CC域进行定位调节的机制。因此，产生了一个突变的ARHGAP22，该突变体缺乏内体的定位，并且将细胞中的RacGAP活性与野生型ARHGAP22进行了比较。结果，发现两者都与细胞膜中的活性RAC共定位，并类似地抑制了片状脂质的形成。上述结果表明，ArhGAP22处于内体中的等待状态，必要时在细胞膜处充当RACGAP。此外，使用细胞膜中存在的PIP3抑制剂的实验表明，ARHGAP22的pH结构域参与向细胞膜的过渡，该位点实际用作RACGAP。