三量体Ｇタンパク質αサブユニットのユビキチン依存的分解機構の解明

ヘテロ三量体Gタンパク質αサブユニット（Gα）は細胞膜のGタンパク質共役型受容体が受け取った細胞外のシグナルを、細胞内のエフェクタータンパク質に伝達する。我々は最近、細胞質タンパク質Ric-8AがGαi2のC末端領域に結合することでGαi2のユビキチン化を抑制し、Gαi2タンパク質を安定化することを報告した。しかしながら、Gαタンパク質の「量」の調節機構については依然として不明な点が多く、本研究では、Gαiタンパク質のユビキチン化の制御機構を明らかにすることを目的として研究を行った。平成27年度までに、Gαiが百日咳毒素によりADPリボシル化されると、Gαi とRic-8Aの結合が阻害されること、また細胞内のGαiタンパク質の量が減少することを見出していた。そこで平成28年度は内在性Ric-8AがGαiの安定性に与える影響を検討した。COS-7細胞の内在性Ric-8Aをノックダウンしたところ、ノックダウンしていない細胞に比べGαi のタンパク質分解が速く、Ric-8AがGαiタンパク質の安定化に必要であることが分かった。このことから、百日咳毒素処理によりGαiタンパク質が減少したのは、ADPリボシル化によりGαi のRic-8Aへの結合が阻害され、Gαiが不安定化したためであると考えられた。さらに今年度は、哺乳類上皮細胞の二次元培養系および三次元培養系を用いて、上皮細胞の極性形成過程のGαiおよびRic-8Aの役割を検討した。その結果、GαiおよびRic-8Aはタイトジャンクション形成およびシスト形成に必要であること、Ric-8Aは紡錘体の正しい配向に必要であること等を見出した。さらに詳細な解析を行い、Ric-8AはGαiおよびGαi結合タンパク質LGN/AGS3と協調して、上皮細胞のシスト形成およびタイトジャンクション形成の際の細胞極性形成を制御することを明らかにした。

ヘテロ三量体Gタンパク質αサブユニット（Gα）は細胞膜のGタンパク質共役型受容体が受け取った細胞外のシグナルを、細胞内のエフェクタータンパク質に伝達する。我々は最近、細胞質タンパク質Ric-8AがGαi2のC末端領域に結合することでGαi2のユビキチン化を抑制し、Gαi2タンパク質を安定化することを報告した。しかしながら、Gαタンパク質の「量」の調節機構については依然として不明な点が多く、本研究では、Gαiタンパク質のユビキチン化の制御機構を明らかにすることを目的として研究を行った。平成27年度までに、Gαiが百日咳毒素によりADPリボシル化されると、Gαi とRic-8Aの結合が阻害されること、また細胞内のGαiタンパク質の量が減少することを見出していた。そこで平成28年度は内在性Ric-8AがGαiの安定性に与える影響を検討した。COS-7細胞の内在性Ric-8Aをノックダウンしたところ、ノックダウンしていない細胞に比べGαi のタンパク質分解が速く、Ric-8AがGαiタンパク質の安定化に必要であることが分かった。このことから、百日咳毒素処理によりGαiタンパク質が減少したのは、ADPリボシル化によりGαi のRic-8Aへの結合が阻害され、Gαiが不安定化したためであると考えられた。さらに今年度は、哺乳類上皮細胞の二次元培養系および三次元培養系を用いて、上皮細胞の極性形成過程のGαiおよびRic-8Aの役割を検討した。その結果、GαiおよびRic-8Aはタイトジャンクション形成およびシスト形成に必要であること、Ric-8Aは紡錘体の正しい配向に必要であること等を見出した。さらに詳細な解析を行い、Ric-8AはGαiおよびGαi結合タンパク質LGN/AGS3と協調して、上皮細胞のシスト形成およびタイトジャンクション形成の際の細胞極性形成を制御することを明らかにした。