アクチン細胞骨格制御における蛋白質の構造ダイナミクスとdisorder領域の役割

蛋白质结构动力学和无序区域在肌动蛋白细胞骨架调节中的作用

基本信息

批准号：
21K06838
负责人：
坂根亜由子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06838/
关键词：
アクチン細胞骨格制御蛋白質の構造ダイナミクス Disorder領域

项目摘要

生命現象を支える細胞の運動、接着、形態形成等の細胞機能では、アクチン細胞骨格のダイナミックな制御が必要となってくる。これまで、研究代表者は、Rabファミリー低分子量G蛋白質のメンバーであるRab8およびRab13の標的蛋白質として知られるJunctional Rab13-binding protein (JRAB)の1分子構造ダイナミクスがアクチン細胞骨格の時空間制御に関わることを明らかにしてきた。JRABは、N末端側にcalponin homology(CH)ドメインとLIMドメイン、C末端側にcoiled-coil(CC)ドメインを持つマルチドメイン蛋白質であり、アクチン結合蛋白質であるフィラミンは、CHドメインに、RabはCCドメインに結合することがわかっている。また、JRABはN末端とC末端に挟まれた広範囲にdisorder領域を有しており、そこには、アクチン結合蛋白質であるアクチニンが結合する。最近、蛋白質の構造において安定的な構造を形成しないdisorder領域の機能が注目を集めている。JRABのdisorder領域が、JRABの構造ダイナミクス依存的なアクチン細胞骨格の時空間制御に重要な役割を担っている可能性が十分に予想される。また、disorder領域を有する多くの蛋白質は液ー液相分離によって液滴を形成することが知られているが、研究代表者は、JRABも液滴を形成することをこれまでに明らかにしている。そこで、本研究では、JRABの構造ダイナミクス依存的なそのdisorder領域の新規役割といった観点から、アクチン細胞骨格の多面的制御機構の解明を目指す。令和４年度は、Rab８やRab13に加えてこれまでに研究代表者らのグループがJRAB結合蛋白質として見出してきたアクチン結合蛋白質群がJRABとともにアクチン線維の束化制御に如何に関与するかを調べた。

肌动蛋白细胞骨架的动态控制是细胞功能，例如支持生命现象的细胞运动，粘附和形态发生。到目前为止，主要研究人员已经证明，连接性rab13结合蛋白（JRAB）的单分子结构动力学（称为RAB8和RAB13的靶蛋白），低分子量G蛋白的RAB家族的成员与Actocin cytoskeleton的时空调节有关。 JRAB是一种多域蛋白，具有calponin同源性（CH）结构域和N端上的LIM结构域，并且在C-末端上的盘绕蛋白（CC）结构域，而肌动蛋白结合蛋白Filamin已被发现与CC结构域结合，肌动蛋白结合蛋白与CC结构域结合。 JRAB在N-末端和C末端的较大区域上也有一个疾病区域，其中肌动蛋白结合蛋白阳肌蛋白结合。最近，疾病区域在蛋白质结构中不形成稳定结构的功能引起了人们的注意。可以很好地预测，JRAB的疾病区域可能在肌动蛋白细胞骨架的时空调节中起重要作用，这取决于JRAB的结构动力学。此外，尽管已知许多具有疾病区域的蛋白质通过液体液相分离形成液滴，但主要研究者先前已经揭示了JRAB也会形成液滴。因此，在这项研究中，我们旨在从疾病区域的新作用的角度阐明肌动蛋白细胞骨架的复数调节机制，该机制取决于JRAB的结构动力学。在2022年，除了RAB8和RAB13外，我们研究了研究人员小组以前发现的肌动蛋白结合蛋白如何与JRAB结合蛋白以及JRAB一起涉及肌动蛋白纤维束的控制。