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生理:ArfGAP1が感知した脂質の充填状態がCOPI被覆の解体と二重膜の曲率とを連結する

Nature 426, 6966 doi: 10.1038/nature02108

輸送小胞が形成されるためには、タンパク質被覆が平面状の脂質膜を芽状に変形させて膜タンパク質を捕捉する。ゴルジ膜上のCOPI被覆の集合と解体のサイクルは、低分子Gタンパク質Arf1のGTP/GDP変換サイクルと共役している。この共役で中心となるのは、膜に結合したArf1-GTPとコートマーとの特異的相互作用である。コートマーは7個のタンパク質からなる複合体で、COPI被覆の構成単位である。COPI被覆の解体には、特異的なGTPアーゼ活性化タンパク質(ArfGAP1)が触媒するArf1中のGTPの加水分解が起こる必要があるが、この反応がCOPI小胞形成のどの時点で起こるのかは正確にはわかっていない。今回我々は、直径を変えたリポソーム上でのCOPIの動態の時間分解解析により、脂質二重膜の曲率が高まって典型的な輸送小胞の曲率に近付くにつれ、ArfGAP1が触媒するArf1中のGTP加水分解の速度とCOPIの解体速度が二桁以上上昇することを明らかにした。このことから、Arf1におけるGTP加水分解がいつどこで起こるかは、被覆によって引き起こされる脂質の充填状態の変化によって調節されているというCOPIの動態のモデルが考えられる。

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