内在性およびTSC2-GAPにより調節されるRhebのGTPase活性のリアルタイムNMRによる性質決定

Sci. Signal., 27 January 2009
Vol. 2, Issue 55, p. ra3
[DOI: 10.1126/scisignal.2000029]

Christopher B. Marshall^1,2, Jason Ho¹, Claudia Buerger^1,2, Michael J. Plevin^1,2, Guang-Yao Li^1,2, Zhihong Li^1,2, Mitsuhiko Ikura^1,2*, and Vuk Stambolic^1,2*

¹ Division of Signaling Biology, Ontario Cancer Institute, University Health Network, Toronto, Ontario, Canada M5G 2M9.
² Department of Medical Biophysics, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada M5G 2M9.
* To whom correspondence should be addressed. E-mail: vuks@uhnres.utoronto.ca (V.S.) and mikura@uhnresearch.ca (M.I.)

要約 : 結節性硬化症でその遺伝子に高頻度に変異が見られる結節性硬化症複合体2（TSC2）は、低分子量GTP結合タンパク質（Gタンパク質）Rhebのグアノシントリフォスファターゼ（GTPase）活性を亢進させ、それによって細胞増殖の主要調節因子である哺乳類のラパマイシン標的タンパク質（mTOR）の活性を減弱させる。我々は、内在性およびTSC2により触媒されるRhebのGTPase活性の分子機構を探るためのリアルタイム核磁気共鳴（NMR）定量アッセイを開発した。TSC2は、Rhebの非機能性「触媒」グルタミンを代替する「アスパラギン-サム」機構を介してRhebによるGTPの加水分解を50倍加速することが確認され、この触媒作用はエンタルピーによって駆動されることがわかった。今回検討したTSC2の疾患関連GTPase活性化タンパク質（GAP）ドメイン変異体のほとんど（すべてではないが）が酵素活性に影響を及ぼした。今後、他のGTPaseの機能および制御を研究する上で本法を応用することができるであろう。