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oai:ir.soken.ac.jp:00001423 2023-06-20T15:58:40Z 2:428:15

細胞内小胞輸送を制御するAP-1複合体およびGGA蛋白質のアクセサリー蛋白質選別に関する構造生物学的研究 Structural and Functional Analyses of Proteins Related to Intracellular Membrane Traffic 神山, 淳一 コウヤマ, ジュンイチ KOUYAMA, Jun-ichi 真核細胞には生体膜で構成された多様な細胞内小器官が存在し、それらの間では膜輸送によって物質輸送が行われている。トランスゴルジ網（TGN: trans-Golgi network）とエンドソームの間ではクラスリン被覆小胞を介した膜動輸送（メンブレントラフィック）が行われているが、その小胞形成にはAP-1複合体とGGA蛋白質が関与することが知られている。<br />　AP-1複合体のサブユニットである &gamma;1アダプチンのearドメイン（&gamma;1-earドメイン）と、GGA蛋白質のGAEドメインは、&gamma;-synergin、Rabaptin-5、p56などのクラスリン被覆小胞に様々な機能を付加するアクセサリー蛋白質群と相互作用する。&gamma;1-earドメインとGAEドメインには高い配列相同性があり、どちらもアクセサリー蛋白質中の[W/F]xx&phi;（&phi;は疎水性アミノ酸残基）という配列モチーフを認識する。しかしながら、これらの間には、アクセサリー蛋白質に対する親和性の違いもみられることから、[W/F]xx&phi;の認識モチーフ以外の、アクセサリー蛋白質の認識機構が存在する事が予想された。&gamma;1-earドメインおよびGAEドメインとアクセサリー蛋白質由来ペプチドとの複合体の立体構造の比較から、生体内で &gamma;1-earドメインに特異的に結合する &gamma;-synerginでは、認識モチーフからC末端方向に３残基離れたPhe（+6）が、&gamma;1-earドメインのSer764が作る分子表面と相互作用していることが近年見出された。そして、この &gamma;1-earドメインのSer764と立体構造上該当するアミノ酸残基は、GGAファミリー全てのGAEドメインにおいてProに置換されていた（GGA1-GAEにおいてはPro574）。<br />　そこで私は、ヒト由来の &gamma;1-earドメインとGAEドメインのアクセサリー蛋白質認識の分子機構を明らかにするために、&gamma;1-earドメインのGAE型のS764P変異体と &gamma;-synerginペプチドとの複合体、およびGGA1-GAEドメインの　&gamma;1-ear型のP574S変異体とp56ペプチドとの複合体について、それぞれのＸ線結晶構造を決定し野生型の構造との比較を行った。前者においては、&gamma;1-earドメインのS764P変異により &gamma;-synerginペプチドのPhe（+6）が立体障害を起こし、Phe（+6）の周辺で &gamma;-synerginペプチドが &gamma;1-earドメインから離れることによって、野生型では存在していた水分子を介する水素結合ネットワークが失われていた。これにより、&gamma;1-earドメインS764P変異体と &gamma;-synerginの親和性が低下することが予測された。後者においては、GGA1-GAEドメインのP574S変異は大きな構造変化を引き起こさず、野生型と同様の立体構造であったことから、ペプチドの+6部位におけるのとは別の機構の存在が示唆された。<br />　一方、&gamma;1-earドメインとGGA1-GAEドメインのそれぞれの野生型と変異体について、それらのアクセサリー蛋白質への親和性を表面プラズモン共鳴を用いて測定したところ、 &gamma;1-earドメインのSer764およびGGA1-GAEドメインのPro574、およびアクセサリー蛋白質においてはPhe（+6）が、それぞれ親和性に重要であることが分かった。以上の結果から、[W/F]xx&phi;の認識モチーフよりもC末端方向に３残基離れたPhe（+6）がAP-1複合体とGGA蛋白質のアクセサリー蛋白質の選択特異性に関わっている事を示し、その分子機構を明らかにすることができた。 application/pdf 総研大甲第1231号 jpn thesis https://ir.soken.ac.jp/records/1423 博士（理学） 2009-03-24 総合研究大学院大学 https://ir.soken.ac.jp/record/1423/files/甲1231_要旨.pdf application/pdf 190.2 kB 2016-02-17 https://ir.soken.ac.jp/record/1423/files/甲1231_本文.pdf application/pdf 4.8 MB 2016-02-17