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Gβは受容体のリン酸化を阻害することによりフェロモン受容体の極性化および酵母の向化性を促進する

Gβpromotes pheromone receptor polarization and yeast chemotropism by inhibiting receptor phosphorylation

Research Article

Sci. Signal. 12 Apr 2016:
Vol. 9, Issue 423, pp. ra38
DOI: 10.1126/scisignal.aad4376

Amber Ismael1, Wei Tian2,*, Nicholas Waszczak1,*, Xin Wang1,*, Youfang Cao2,†, Dmitry Suchkov1,‡, Eli Bar1,§, Metodi V. Metodiev3, Jie Liang2, Robert A. Arkowitz4, and David E. Stone1,

Corresponding author. E-mail: dstone@uic.edu
* These authors contributed equally to this work.
Present address: Theoretical Biology and Biophysics Group (T-6), Center for Nonlinear Studies, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM 87545, USA.
Present address: Cellecta Incorporated, Mountain View, CA 94043, USA.
§ Present address: Department of Neurological Surgery, Case Western Reserve University, Cleveland, OH 44106, USA.

要約  勾配指向細胞遊走(走化性)および増殖(向化性)は、すべての種の発生および生活環に不可欠な過程である。細胞は、走化性および向化性を引き出す緩い化学勾配を感知するために表面受容体を用いる。受容体活性化のわずかな非対称性は、下流のシグナル伝達系によって増幅され、最終的に細胞骨格の動的再編成を誘発する。モデル向化性系である出芽酵母の接合応答時に、細胞膜上のフェロモン受容体は、刺激に最も近い細胞の側に極性化する。受容体の極性化は、細胞膜への小胞のアクチンケーブル依存的送達(有向分泌)の前に独立して起こるが、受容体の内在化を必要とする。酵母カゼインキナーゼ1または2(Yck1/2)によるフェロモン受容体のリン酸化は、その内在化を刺激する。われわれは、フェロモン応答性Gβγ二量体が、Yck1/2と相互作用し、局所的に受容体リン酸化を阻害することによりフェロモン受容体の極性化を促進することを示した。われわれはまた、受容体のリン酸化は、受容体の内在化を誘導する役割とは独立に、向化性に必須であることを見出した。数理モデルは、GβγとYck1/2の間の相互作用がフェロモン受容体の差次的リン酸化および内在化を生じるという考えを支持し、有向分泌の開始前の受容体極性化を説明する。

Citation: A. Ismael,W. Tian, N. Waszczak, X. Wang, Y. Cao, D. Suchkov, E. Bar, M. V. Metodiev, J. Liang, R. A. Arkowitz, D. E. Stone, Gβ promotes pheromone receptor polarization and yeast chemotropism by inhibiting receptor phosphorylation. Sci. Signal. 9, ra38 (2016).

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