CRM1による核外輸送機構の構造基盤の解明

CRM阐明核出口机制的结构基础1

• 批准号: 10J05907
• 负责人: 小山 昌子
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J05907/
• 关键词: 構造生物学; X線結晶解析; 速度論解析; 核-細胞質間能動輸送; CRM1; Yrb2; X線結晶構造解析; 核・細胞質間輸送

真核細胞では,核-細胞質間で生体高分子(蛋白質やRNA)を選択的に能動輸送する機構が確立している。この核-細胞質間高分子輸送は,「生命の司令塔」ともいうべき細胞核の機能を制御するという特別な重要性をもち,発生や分化,神経機能など多様な生理機能の制御に関わる。細胞内輸送のように大きな蛋白質複合体のダイナミックな離合集散が鍵を握る生理機能においては,複合体形成・解離のキネティクスが極めて重要であるにも関わらず,これまでキネティクスが詳細に研究されたケースは驚くほど少ない。本研究ではとくに代表的な核外輸送受容体であるCRM1に着目した。独自に開発した速度論解析系により,核内に局在しCRM1による核外輸送を促進することが知られるYrb2が,CRM1核外輸送複合体の形成反応のキネティクスを著しく上昇させることを見出した。さらに核外輸送複合体の形成反応中間体に相当するCRM1:Yrb2:RanGTP三者複合体の結晶構造を2.3Å分解能で解くことに成功した。この結晶構造から,Yrb2がCRM1核外輸送複合体の形成反応を促進する機構について,以下のように考えるとうまく説明することができる:Yrb2は核内でCRM1核外輸送複合体の形成を触媒的に促進する足場蛋白質として機能する。(1)Yrb2は2個のFGリピートとRan結合ドメインを使って,CRM1にRanGTPをリクルートする。このときCRM1のNES結合部位は閉じており,またYrb2のFGリピートがCRM1外側表面のFGリピート結合部位を塞ぎCRM1と核膜孔蛋白質の結合を阻害するため,Yrb2はNESがまだ結合していないCRM1が核膜孔を通過して細胞質に無駄に出てしまうのを防ぐ。(2)ただし,Yrb2のRan結合ドメインとRanGTPとの結合は非常に弱いため,Yrb2のRan結合ドメインがRanGTPから解離することに伴うCRM1の構造変化(NES結合部位が閉じた状態から開いた状態に変化すること)とNESの結合は容易に起こる。いったんNESがCRM1に結合するとRan結合ドメインの再結合は阻害され,Yrb2のFGリピートはCRM1から解離しやすくなる。(3)Yrb2が解離してFGリピート結合部位が露出したCRM1核外輸送複合体は,核膜孔に入って細胞質に出てくことができ,フリーになったYrb2は再び核外輸送複合体の形成促進サイクルに入る。

The eukaryotic cell cycle and the protein RNA selected by the eukaryotic cell can be transferred to the host organization to ensure the establishment of the cell cycle. Nuclear-cellular polymer delivery, "life command tower", "life cycle", "life command tower", "life tower", "life command tower", "life command tower", The combination of protein and protein in the cell, the protein complex, the protein complex, the protein, the protein, the protein. The purpose of this study is to focus on the recipient of nuclear transport, which is represented by CRM1. Independently open the speed analysis system, the nuclear bureau in the CRM1 system outside the core to promote the understanding of the Yrb2, the CRM1 nuclear transport to the complex to form a negative effect on the output of the device. In the process of nuclear transport, the formation of the complex is quite similar to that of the CRM1:Yrb2:RanGTP complex. The crystal of the three complexes can be decomposed successfully. The results show that the Yrb2 CRM1 extranuclear transport complex forms a counter-promotive mechanism. The following experimental results show that the CRM1 extranuclear transport complex in the Yrb2 nucleus promotes the formation of a catalytic agent. (1) Yrb2

项目成果

An allosteric mechanism to displace nuclear export cargo from CRM1 and RanGTP by RanBP1

• DOI: 10.1038/emboj.2010.89
• 发表时间: 2010-06-16
• 期刊: EMBO JOURNAL
• 影响因子: 11.4
• 作者: Koyama, Masako;Matsuura, Yoshiyuki
• 通讯作者: Matsuura, Yoshiyuki

CRM1による核外輸送機構の構造基盤

CRM1核出口机制的结构基础

• 发表时间: 2011
• 期刊: 生化学
• 作者: Y.Ito;J.Hamatsu;T.Hanashima;M.Mishima;T.Mikawa;M.Waelchli;B.O.Smith;M.Shirakawa;T.Ikeya;P.Guentert;小山昌子
• 通讯作者: 小山昌子

天然変性領域を含む輸送因子が核輸送を促進する機構

含有自然退化区域的运输因子促进核运输的机制

• 发表时间: 2012
• 作者: Y.Ito;J.Hamatsu;T.Hanashima;M.Mishima;T.Mikawa;M.Waelchli;B.O.Smith;M.Shirakawa;T.Ikeya;P.Guentert;小山昌子;小山昌子;小山昌子
• 通讯作者: 小山昌子

Structural insights into the function of Yrb2, a cofactor that facilitates CRM1-mediated nuclear export

对 Yrb2 功能的结构见解，Yrb2 是促进 CRM1 介导的核输出的辅助因子

• 发表时间: 2011
• 作者: Y.Ito;J.Hamatsu;T.Hanashima;M.Mishima;T.Mikawa;M.Waelchli;B.O.Smith;M.Shirakawa;T.Ikeya;P.Guentert;小山昌子;小山昌子;小山昌子;小山昌子
• 通讯作者: 小山昌子

RanBP1がCRM1 : RanGTPからのNES解離を促進するアロステリックメカニズム

RanBP1促进NES与CRM1解离的变构机制：RanGTP

• 发表时间: 2010
• 作者: Y.Ito;J.Hamatsu;T.Hanashima;M.Mishima;T.Mikawa;M.Waelchli;B.O.Smith;M.Shirakawa;T.Ikeya;P.Guentert;小山昌子;小山昌子;小山昌子;小山昌子;小山昌子;小山昌子;小山昌子;小山昌子
• 通讯作者: 小山昌子