E5 〇木村 俊秀¹、山岡 真美²、石崎 敏理²、石川 智久¹ Toshihide Kimura¹, Mami Yamaoka², Toshimasa Ishizaki², Tomohisa Ishikawa^{1 1}静岡県立大学薬学部薬理学教室、²大分大学医学部薬理学講座 【目的】Rab27aは膵B細胞に高発現する低分子量Gタンパク質で、そのGTP型はインスリン分泌経路の内でエキソサイトーシスの上流過程を制御している。私たちは、新たなRab27a結合タンパク質を探索する過程で、これまで不活性型と考えられていたGDP型のRab27aに結合するcoronin3とIQGAP1を同定した。さらに、グルコースによってGDP型に変換されたRab27aがIQGAP1やcoronin3と結合することで、開口放出で細胞膜に融合したインスリン顆粒膜を細胞内に回収するステップであるエンドサイトーシスを制御することを明らかにした。本研究では、新たなGDP型Rab27a結合タンパク質の同定とその機能解析を行うことで、膵B細胞でエンドサイトーシスを制御する分子メカニズムの解明を試みた。
【方法】プロテオーム解析より、GDP型Rab27a新規結合タンパク質を探索した。結合の様式は、免疫沈降実験やpull down assayにより調べた。細胞内の局在は、培養膵B細胞であるMIN6細胞を免疫染色し、共焦点レーザー顕微鏡により解析した。
【結果】GDP型Rab27a新規結合タンパク質としてプロトンポンプを同定した。生化学的な解析より、両者の結合は特異的かつ直接であった。さらに、プロトンポンプのGDP型Rab27a結合サイトを同定した。同定したサイトを用いてタンパク質間の結合を阻害した結果、プロトンポンプ活性が阻害された。
【考察】インスリン顆粒内のpHは、プロトンポンプによって制御されている。これは、インスリンの成熟に必須の過程である。一方、開口放出による急激なpHの上昇は、プロトンポンプの活性を一時的に阻害することが知られている。私たちは、GDP型Rab27aがプロトンポンプの再活性化を介してエンドサイトーシスを制御することを明らかにした。この過程は、取り込まれた小胞がリソソームやエンドソームなどの酸性オルガネラと融合する際に必要な過程である。