核外輸送受容体CRM1のX線結晶解析

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真核細胞において、核・細胞質間の高分子能動輸送は、細胞核機能とその制御を支える重要なプロセスである。CRM1は代表的な核外輸送受容体(exportin)であり、Leu-rich nuclear export signal (NES)をもつ輸送基質(cargo)を認識して核から細胞質に運び出す。CRM1による核外輸送では、まず核内でCRM1とNES-cargoとRanGTPが3者複合体(核外輸送複合体)を形成する。この複合体はCRM1と核膜孔複合体構成蛋白質群の相互作用により核膜孔を通過する。最後に細胞質で、RanによるGTP加水分解を促進する蛋白質群(RanBP1, RanGAP)の作用によりCRM1核外輸送複合体は解体される。最近CRM1 : NES-cargo : RanGTP複合体の結晶構造がいくつかのNESについて解かれ、CRM1によるLeu-rich NESの特異的認識機構の理解が進んだ。一方、当研究室では、細胞質でのCRM1核外輸送複合体解体反応中間体に相当するCRM1 : RanBP1 : RanGTP複合体の結晶構造を解き、「RanBP1がCRM1の構造変化を引き起こし、NES結合部位をopen状態からclosed状態に変化させることによりNES-cargoの解離を促進する」というアロステリック機構を明らかにした。さらに、私たちはCRM1単独の結晶構造を2.1A分解能で解き、RanGTPがCRM1の分子内相互作用による自己阻害を解除する機構を明らかにした。