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細胞:AAA ATPアーゼVps4によるESCRT-IIIの選択的認識の構造基盤

Nature 449, 7163 doi: 10.1038/nature06171

AAA+ ATPアーゼは、膜輸送、細胞小器官の形成、DNA複製、細胞内移動、細胞骨格の再構築、タンパク質の折りたたみ、タンパク質分解などの多様な活動に欠かせない。AAA ATPアーゼVps4はリソソームへのエンドソーム輸送、レトロウイルスの出芽、細胞質分裂に重要であり、膜からESCRT(endosomal sorting complex required for transport)複合体を解離させる。今回我々は、酵母の6個のESCRT-III関連サブユニットのうち、Vps2とDid2だけがVps4のMIT(microtubule interacting and transport)ドメインに結合することと、これらのサブユニットのカルボキシ末端の30残基が相互作用に必要十分であることを示す。我々は、Vps2のC末端とVps4のMITドメインの複合体の結晶構造を決定し、これにより、選択的なESCRT-III認識の基盤が説明された。MITの2つのへリックス、α2とα3は(D/E)xxLxxRLxxL(K/R)モチーフを認識し、このモチーフ内の変異により、酵母では選別異常が起こる。我々が結晶構造を決定した、機能不明の古細菌AAA ATPアーゼのアミノ末端ドメインは、Vps4のMITドメインと近い関係にある。古細菌は細胞内膜系をもたないにもかかわらず、古細菌ATPアーゼは古細菌ESCRT-III様タンパク質と相互作用する。このことは、Vps4とESCRT-IIIの間の協力関係が、真核生物と古細菌の分岐以前からある機能の名残であることを示唆している。

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