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トラフィッキング：ArfとCdc42/Racの結合 CYTOSKELETON NEWS 2012年4月号

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メーカー名：Cytoskeleton, Inc.

トラフィッキング：ArfとCdc42/Racの結合

Ras関連低分子量Gタンパク質の哺乳類ADP-リボシル化因子（Arf）サブファミリーは、多くのGPCRが共役しているG_s_aのコレラ毒素を介したADP-リボシル化を促進する機能から命名されました¹。Arf GTPaseは分子量とアミノ酸配列の相同性により、クラスI（Arf1とArf3）、クラスII（Arf4とArf5）、クラスIII（Arf6）の3種類に分類されます²。このサブファミリーの中でArf1とArf3が最も研究が行われているGTPaseであり、異なる機能を有するものの、細胞内でのタンパク質や膜小胞の輸送では類似した役割を果たすことが分かっています³。Arf1は歴史上タンパク質を小胞体からゴルジ体へと輸送する被覆小胞の発達と成熟において重要な因子であると考えられてきましたが、近年Arf1がゴルジ体から細胞膜へのタンパク質輸送に関与することが報告されています⁴。Arf6は細胞膜とエンドサイトーシス区画に局在し、エンドサイトーシス性膜輸送と局所的なアクチン動態に対し重要な機能を果たし、特に後者はRhoファミリーGTPaseとのクロストークを伴います³。

他の低分子Gタンパク質のように、Arf GTPaseはグアニンヌクレオチド交換因子（GEFs）によって、結合しているGDPをGTPに交換することにより活性化されます。Arf小分子Gタンパク質として同定されるGEFもあり、各々がGEF活性を示すのに必須である200アミノ酸残基のSec7ドメインを有します⁵。GEFは全長が様々ですが、古典的には真菌の抗生物質であるBrefeldin A（BFA）による阻害に感受性があるか抵抗性があるかにより、最近では系統学的な分析により分類されてきました^6,7。Arf1は、BFAに対する感受性によらず、GEFによって活性化されることが、一方Arf6はBFA抵抗性のGEFによってのみ活性化されることが知られています³。FA抵抗性GEFであるARNO（a.k.a. cytohesin-2）は、生化学的な分析によりArf1とArf6の両方を活性化します。ARNOはArf1に基質選択性を示しますが、外因性のARNOを発現させた細胞ではArf6を活性化します^9-11。加えて、活性化されたGTP結合型Arf6はARNOから細胞膜へ取り込まれ、Arf1の活性化を引き起こします¹¹。

図；GDPとBFAを結合したArf1-Sec7複合体の構造（PDB ID: 1REO）ref. 16.を改変

Arf1とArf6は本来細胞内局在が異なりますが、活性化された際には似た役割を果たします。Arf1とArf6はともに、局所的な膜の環境を改変する脂質修飾酵素を活性化することが知られています³。Arf1によりRhoファミリーGTPaseであるCdc42が、Arf6によりRacが活性化され膜微小環境が改変されると、周辺のアクチン細胞骨格にも変化が生じます¹²。ゴルジに取り込まれたArf1は、N-WASPの活性化を行う成熟中のゴルジ小胞で、Cdc42を取り込みcoat protein complex I（COPI）を形成し、Arp2/3複合体の活性化やアクチン重合化を起こします¹³。こうして生じる局所的なアクチン骨格の変化は、ゴルジ小胞の成熟を促進すると考えられています。貪食、細胞接着、遊走、浸潤など多くの過程で、Arf6は細胞膜上でRacを介した局所的なアクチン骨格の改変を起こします。Arf6によるRacの活性化は、Rac GEFであるDock180（Dock180-ELMO複合体）、Kalirin5、Trioの取り込みにより生じます^14,15。

近日Cytoskeleton社からArf1とArf6や、その周辺経路を解析するための試薬が発売されます。Arf1とArf6のプルダウン法による活性化試験用の試薬や、Arf1、Arf6、ARNOのGEFドメインの組換え体タンパク質等が発売予定です。RhoファミリーGTPaseに対するArfの活性化の影響を調査する製品として、Cdc42とRac1の活性化試験用試薬としてプルダウン法とG-LISA法を提供します。

参考文献

1. Kahn, R. A., and Gilman, A. G. (1986) J. Biol. Chem. 261, 7906-7911. 2. Tsuchiya M., et al. (1991) J. Biol. Chem. 266, 2772-2777. 3. D’Souza-Schorey, C., and Chavrier, P. (2006) Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 7, 347-358. 4. Dong, C., et al. (2010) J. Phamacol. Exp. Ther. 333, 174-183. 5. Chardin, P., et al. (1996) Nature. 384, 481-484. 6. Cox, R., et al. (2004) Mol. Biol. Cell. 15, 1487-1505. 7. Jackson, C. L., and Casanova, J. E. (2000) Trends Cell Biol. 10, 60-67. 8. Macia, E., et al. (2001) J. Biol. Chem. 276, 24925-24930. 9. Frank, S. et al. (1998) J. Biol. Chem. 273, 23-27. 10. Santy, L. C., and Casanova, J. E. (2001) J. Cell Biol. 154, 599-610. 11. Cohen, L. A., et al. (2007) Mol. Biol. Cell. 18, 2244-2253. 12. Myers, K. R., and Casanova, J. E. (2008) Trends Cell Biol. 18, 184-192. 13. Heuvingh, J., et al. (2007) Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 104, 16928-16933. 14. Santy, L. C., et al. (2005) Curr. Biol. 15, 1749-1754. 15. Koo, T. H., et al. (2007) BMC Cell Biol. 8, 29. 16. Mossessova, E., and Corpina, R. A. (2003) Mol Cell. 12, 1403-1411.

タンパク質

品名	メーカー	品番	包装	希望販売価格
Cdc42 Protein: constituitively active, Human	CYT	C6101-A	1*10 UG	￥137,000
Cdc42-GST Protein: dominant negative, Human	CYT	C17G01-A	1*25 UG	￥137,000
Cdc42-GST Protein: Wild type, Human	CYT	CDG01-C	8*25 UG	販売終了
Cdc42-His Protein: Wild type, Human	CYT	CD01-A	1*100 UG	￥137,000
Cdc42-His Protein: Wild type, Human	CYT	CD01-C	3*100 UG	￥247,000
Cdc42-His Protein: Wild type	CYT	CD01-XL	1*1 MG	お問い合わせ
Rac1 Protein: constitutively active, Human	CYT	R6101-A	1*10 UG	￥137,000
Rac1 Protein: dominant negative, Human	CYT	R17G01-A	1*25 UG	￥137,000
Rac1 GST Protein: wild type	CYT	RCG01-C	8*25 UG	￥218,000
Rac1 His Protein: wild type, Human	CYT	RC01-A	1*100 UG	￥137,000
Rac1 His Protein: wild type, Human	CYT	RC01-C	3*100 UG	￥250,000
Rac1 His Protein: wild type, Human	CYT	RC01-XL	1*1 MG	お問い合わせ
Rac2, His tagged	CYT	RC02-A	1*100 UG	￥137,000

活性化アッセイ

品名	メーカー	品番	包装	希望販売価格
Rac1,2,3 G-LISA^(R) Activation Assay Kit	CYT	BK125	96 ASSAY	￥302,000
Rac1 G-LISA^(R) Activation Assay Kit	CYT	BK128	1 KIT [96 assays]	￥302,000
Rac1 Pulldown Activation Assay Kit	CYT	BK035	1 KIT [50 assays]	￥269,000
Cdc42 G-LISA^(R) Activation Assay Kit	CYT	BK127	96 ASSAY	￥302,000
Cdc42 Pulldown Activation Assay Kit	CYT	BK034	1 KIT [50 assays]	￥269,000

低分子Gタンパク質抗体

品名	メーカー	品番	包装	希望販売価格
Anti Cdc42 w/positive control, Human (Mouse)	CYT	ACD03-A	1*100 UG	販売終了
Anti Cdc42 w/positive control, Human (Mouse)	CYT	ACD03-B	3*100 UG	販売終了
Anti Rac 1 w/positive control (Mouse) Unlabeled	CYT	ARC03-A	2*50 UG	販売終了
Anti Rac 1 w/positive control (Mouse) Unlabeled	CYT	ARC03-B	6*50 UG	販売終了

ファロイジン

品名	メーカー	品番	包装	希望販売価格
Acti-stain^TM 488 phalloidin, Plant	CYT	PHDG1-A	1*500 UL [300 slides]	￥74,000
Phalloidin; Fluorescent Derivatives (Acti-Stain^TM 535), Rhodamine Isothiocyanate	CYT	PHDR1	1*500 UL [300 slides]	￥74,000
Acti-stain^TM 555 phalloidin, Mushroom	CYT	PHDH1-A	1*500 UL [300 slides]	￥74,000
Acti-stain^TM 670 phalloidin, Plant	CYT	PHDN1-A	1*500 UL [300 slides]	￥74,000