Rab は分子スイッチとして働くこのような分子を低分子量GTPase という

図１
Rab は分子スイッチとして働く
GDP/GTP交換因子
(GEF)
スイッチオフ GDP
Rab11
スイッチ GTP
オン
Rab11
GTPase活性化因子
GTPからGDPへの加水分解
このような分子を低分子量GTPase という
エフェクター
・細胞内物質輸送
（分泌、物質の取り込み）
・オルガネラ動態　・細胞質分裂
・細胞の運動，接着　など
GDP (guanosine di-‐phosphate; グアノシン-‐5'-‐二リン酸) GTP (guanosine tri-‐phosphate; グアノシン-‐5'-‐三リン酸) 図２ Rab11は様々な細胞内物質輸送を担う重要な低分子量GTPaseである
GDP/GTP交換因子
(GEF)
GDP
GTP
Rab11
Rab11
GTPase活性化因子
(GAP)
膜タンパク質
リサイクリング
エンドソーム，
ゴルジ体
エフェクター
・膜タンパク質のリサイクリング
・分泌　・細胞質分裂
・細胞の運動，接着　など
Rab11
分裂溝に
局在化
図３
Rab11の多彩な役割
• 細胞内と細胞表面の膜タンパク質のリサイクリング (GLUT-‐4糖輸送体、トランスフェリン受容体，インテグリン等） • 細胞からの分泌 (インスリン等） • 細胞の移動 • 細胞の伸張 • 細胞の分裂など生命にとって非常に重要な役割を担っている．ガン細胞の転移やアルツハイマー病，ハンチントン病等の
神経疾患との関連も示唆されている． RAB-11のGDP/GTP交換因子の探索
図４
不活性型 Rab11
酵母 two-hybrid スクリーニング
・受容体のリサイクリング
・分泌　・細胞質分裂
・細胞の運動，接着　など
新規結合因子　REI (RAB-eleven interacting protein)
REI-1
REI-2
244
a.a.
431
a.a.
図５
REI-1/-2はショウジョウバエや哺乳動物にも存在する
線虫
REI-1
(C03C10.4)
REI-2
244
a.a.
jq11 jq10
431
a.a.
(K03E6.7)
jq23
ショウジョウバエ
Poirot
ヒト
SH3BP5
26% identity
23% identity
SH3-Binding Protein 5 domain
F-BAR domain
477
a.a.
455
a.a.
Btk-binding motif
BAR domain
Deletion
図６
GDP/GTP交換因子活性測定法
GDP/GTP交換因子(GEF)
GTP類似物
Mant-GDP
解離
Rab11
Rab11
GTP類似物
Mant-GDP
励起
Mant-GDP
366nm
蛍光
蛍光の減弱
443nm
蛍光色素
GTP類似物 (GMP-‐PMP) GTPと類似しているが、 GDPに加水分解されない
REI-1 はRAB-11 に対して強いGEF 活性を示す
MANT-GDPの RAB-11からの解離
GTP analogue added
蛍光の強さ (443nm)
図７
時間
REI-‐1が存在するとRAB-‐11からMANT-‐GDPがすみやかに解離し、蛍光が減弱する．
図８
REI-1 のRab11 に対するGEF 活性は
種をこえて保存されている
蛍光の強さ (443nm)
(ヒト Rab11)
(ヒト REI-‐1)
(線虫 REI-‐1)
時間
図９
rei-1; rei-2 欠損線虫では産卵数が減少する
胚性致死
emb w/shell
成虫
adults/larva
400
400
350
350
産仔数
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
5050
00
0)
1)
3)
3)
)
3
1
2
2
2
(jq10);
(jq11);
W jq1
q
q
q
q
j
j
j rei-2 (j rei-2
(
(
(
(
-1
-1
-2
-2 (jq23)
-2 (jq23)
i
i
i
i
i
e
re
re
re ; re
r
;
)
)
0
1
1
1
(jq
(jq
T
N2
正常
線虫
rei-1(jq10)
rei-1
(jq10)
rei-1(jq11)
rei-1
(jq11)
rei-2(jq23)
rei-2
(jq23)
rei-1(jq10);
rei-1
rei-2(jq23)
rei-1(jq11);
rei-1
rei-2(jq23)
rei-1; rei-2 欠損胚ではRAB-11の位置が異常になる
図１０
GFP::RAB-11
正常卵
正常卵においてRab11はドット状の膜構造（ゴルジ体等）に存在する
rei-1(jq10); rei-2(jq23)
rei-‐1; rei-‐2欠損卵においては Rab11はドット状の膜構造にあまり存在しなくなる
rei-1;rei-2 欠損卵ではRAB-11がドット状の膜構造に存在しない
rei-1(jq10)
rei-2(jq23)
2-‐cell 2-cell
4-‐cell 4-cell
rei-‐1;rei-‐2 rei-1 rei-2 rei-1;
rei-2
rei-‐2 rei-‐1;rei-‐2 rei-‐2 rei-1 rei-2 rei-1; WT
rei-2
rei-‐1 WT rei-‐1;rei-‐2 rei-‐2 WT
rei-‐1 WT 50 rei-‐1 100 WT 150 800 700 600 500 400 300 200 100 0 rei-‐1;rei-‐2 GFP::RAB-11の蛍光の強さ
GFP::RAB-‐11 Total Intensity 200 0 rei-1; rei-2
rei-‐2 GFP::RAB-11のドットの数
GFP::RAB-‐11 Puncta Numbers rei-‐1 WT
WT 図１１
WT rei-1 rei-2 rei-1; WT rei-1 rei-2 rei-1;
rei-2
rei-2
2-cell
2-‐cell 4-cell
4-‐cell rei-1; rei-2 変異体の初期胚ではRAB-11の細胞分裂面への集積が減少する
図１２
0s
40s
80s
rei-1; rei-2 欠損卵
正常卵
1-cell
0s
細胞分裂面
40s
80s
rei-1, rei-1; rei-2 欠損卵では細胞分裂が遅延する
Duration for cytokinesis (sec.)
180s
細胞分裂時間
図13
195s
210s
**
250
250
*
200
200
225s
***
150
150
100
100
50
50
00
WT
N2
WT
rei-1(jq10)
rei-1
(jq10)
rei-2(jq23)
rei-2
(jq23)
rei-1(jq10);
rei-1;rei2(jq23)
rei-2
図14
線虫初期胚におけるモデル
1. REI-1はゴルジ体で RAB-11を活性化
・rei-1 変異体では
RAB-11がゴルジ体，
RAB-11-GDP
細胞分裂面に
REI-1
局在できない
RAB-11-GTP
ゴルジ体
ゴルジ体以降の
膜構造
細胞質分裂の遅延
細胞
分裂面
2. 活性化された RAB-11はゴルジ体や細胞分裂面へ局在化
REI-‐1は線虫からヒトまで保存されたまったく新しいタイプのRab11のGDP/GTP交換因子である
図15
今後の展望 Rab11A，Rab11B アルツハイマー病の１つの原因である β アミロイドの産生に働く
ことが報告されており，アルツハイマー病の患者さんの遺伝子
(exome)解析でも関連性が示唆されている（Udayarら, Cell Reports, 2013等）． →　Rab11活性を低下させると β アミロイドの産生が低下する Rab11C(Rab25) 卵巣ガンや乳ガンにおいて高発現しており，この因子が細胞表
面にあるα5β1インテグリンという因子を活発にリサイクリングさ
せることによって，細胞移動を促進し，ガン細胞の転移に関与
すると考えられている（Dozynkiewiczら, Dev. Cell, 2012など）． →　Rab11C (Rab25) の活性を阻害すると卵巣癌の増殖を阻害する　(Fanら，Pathology, 2006) ヒトREI-‐1 (SH3BP5) はこのような疾患に対する創薬の新たなターゲットになる可能性がある．

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