5価G-アクチン・MRTF-A複合体の構造がG-アクチンによる転写コアクチベーターの核-細胞質間輸送制御の仕組みを明らかにする

Sci. Signal., 14 June 2011
Vol. 4, Issue 177, p. ra40
[DOI: 10.1126/scisignal.2001750]

Stephane Mouilleron¹, Carola A. Langer^2*, Sebastian Guettler^2*, Neil Q. McDonald^1,3, and Richard Treisman²

¹ Structural Biology Group, Cancer Research UK London Research Institute, Lincoln's Inn Fields Laboratories, 44 Lincoln's Inn Fields, London WC2A 3LY, UK.
² Transcription Group, Cancer Research UK London Research Institute, Lincoln's Inn Fields Laboratories, London WC2A 3LY, UK.
³ Institute of Structural and Molecular Biology, Department of Biological Sciences, Birkbeck College, University of London, Malet Street, London WC1E 7HX, UK.

* These authors contributed equally to this work.

Present address: Samuel Lunenfeld Research Institute, Mount Sinai Hospital, 600 University Avenue, Toronto, Ontario M5G 1X5, Canada.

To whom correspondence should be addressed. E-mail: Neil.McDonald@cancer.org.uk (N.Q.M.); Richard.Treisman@cancer.org.uk (R.T.)

要約：アクチン結合性の転写コアクチベーターMRTF-Aの細胞内局在は、単量体アクチン（G-アクチン）との相互作用による制御を受ける。シグナルによって誘導されるG-アクチン濃度の減少はMRTF-Aの核外輸送を低下させ、MRTF-Aを核内に蓄積させる。一方、静止細胞内でG-アクチン濃度を人工的に増大させると、MRTF-Aの核内輸送が遮断され、MRTF-Aは細胞質に留まる。この調節はMRTF-Aの調節ドメインにおける3つのアクチン結合RPELモチーフに依存する。本稿では、5価および3価G-アクチン・RPELドメイン複合体の構造について報告する。5価複合体では、各RPELモチーフと2つの介在スペーサー配列がアクチン単量体と結合し、コンパクトな集合体を形成していた。一方、3価複合体では、5価複合体においては弱く結合していたC末端スペーサーとアクチンの結合およびRPELとアクチンの結合が欠けていた。無刺激の線維芽細胞におけるMRTF-Aの細胞質への局在化にもG-アクチンのスペーサー配列への結合が必要であった。MRTF-Aの二つに分かれた核局在化配列が5量体集合体中に埋もれていたことは、G-アクチン濃度の増大がMRTF-Aの核内輸送を阻害する仕組みを説明している。5価および3価複合体の解析によって、アクチンがRPELドメインに積み込まれる方法、またアクチンが結合パートナーのうちの一つの活性を制御する分子的機構が明らかになる。

S. Mouilleron, C. A. Langer, S. Guettler, N. Q. McDonald, R. Treisman, Structure of a Pentavalent G-Actin-MRTF-A Complex Reveals How G-Actin Controls Nucleocytoplasmic Shuttling of a Transcriptional Coactivator. Sci. Signal. 4, ra40 (2011).