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生化学:rabenosyn-5によるRab GTPアーゼファミリー全体にわたる識別の構造基盤

Nature 436, 7049 doi: 10.1038/nature03798

Rab GTPアーゼは膜融合型輸送において、小胞の出芽や積み荷の選別、輸送、繋留、融合などのあらゆる段階を調節している。不活性な(GDP結合型)コンホメーションでは、補助因子の働きでRab GTPアーゼの細胞内区画への選別輸送が促進される。ヌクレオチド交換が起こって活性型(GTP結合型)コンホメーションになると、Rab GTPアーゼは脂質キナーゼやモータータンパク質、繋留複合体などといったさまざまな機能を持つエフェクタータンパク質と結合する。これらのエフェクターが、よく似たRab GTPアーゼをどのようにして識別するかは、小胞輸送の特異性に関する未解明の問題の1つとなっている。本論文では、構造プロテオミクスの手法を用いて、多価エフェクターであるrabenosyn-5とRabファミリータンパク質との結合の特異性とその構造基盤を明らかにした。その結果、rabenosyn-5の構造的によく似ている複数のエフェクタードメインでも、Rab GTPアーゼの異なるグループをきわめて選択的に識別できることが実証された。この識別は、Rab GTPアーゼのスイッチ領域やスイッチ間領域との結合だけを介して行われる。Rabファミリーレベルの認識では、観察された特異性を規定しているのはRab GTPアーゼの活性型コンホメーションの構造的多様性であり、このコンホメーションが保存されている重要な識別決定因子の空間的配置を決めている。さらに、アミノ酸配列である少数の決定因子(結合を促進あるいは阻害するように働く)が、スイッチ領域のコンホメーションがよく似ているRab GTPアーゼをもっと細かく区別できるようにしている。

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