랍(G단백질)

Rab (G-protein)

Rab 계열의 단백질은 작은 G단백질의 Ras 슈퍼 계열의 일원이다.[1]약 70종의 Rabs가 현재 인간에게서 확인되었다.[2]랍 단백질은 일반적으로 GTPase 접히는 것을 가지고 있는데, 이것은 5개의 알파 나선으로 옆면에 있는 6줄의 베타 시트로 구성되어 있다.[3]Rab GTPases는 Vesicle 형성, 액틴과 Tubulin 네트워크를 따른 Vesicle 이동, 멤브레인 융합을 포함한 많은 단계의 멤브레인 밀거래를 규제한다.이러한 과정은 골기에서 혈장막까지 세포 표면 단백질이 밀거래되어 재생되는 경로를 구성한다.표면 단백질 재활용은 단백질을 표면으로 되돌리는데, 그 기능에는 트랜스퍼린 수용체와 같은 다른 단백질이나 물질을 세포 내부에 운반하는 것이 포함되거나 표면의 특정 유형의 단백질 분자의 수를 조절하는 수단이 된다.

함수

Vesicle Transport의 4단계

랍 단백질은 말초막 단백질로, 아미노산과 공동 연결된 지질 그룹을 통해 막에 고정된다.구체적으로 랍스는 C-terminus의 두 개의 시스테인에 태아 그룹을 통해 정박해 있다.랍 에스코트 단백질(REPs)은 소수성, 불용성인 랍을 결합하고 세포질(cytoplasm)을 통해 랍을 운반함으로써 새로 합성되고 혼전된 랍을 목적지 막으로 전달한다.그런 다음 지질 태음인은 세포질 표면이나 혈장 막에 Rab을 고정시키면서 막에 삽입할 수 있다.Rab 단백질은 유연한 C단자 영역을 통해 막에 고정되기 때문에 '끈 위의 풍선'이라고 생각할 수 있다.

랍스는 GDP에 바인딩된 비활성 형태(Guanosine diphosphate), GTP에 바인딩된 활성 형태(Guanosine triphosphate)로 전환한다.구아닌 뉴클레오티드 교환 인자(GEF)는 GDP에 바인딩된 형태에서 GTP에 바인딩된 형태로의 변환을 촉진하여 Rab을 활성화시킨다.Rabs의 고유 GTP 가수 분해는 Rabs 불활성화를 유도하는 GTPase 활성화 단백질(GAP)에 의해 강화될 수 있다.RAPs는 Rab과 상호 작용하고 그것이 작용하는 단백질인 Rab과 Rab 이펙터의 GDP에 바인딩된 형태만을 가지고 있다.랍 이펙터는 매우 이질적이며, 각각의 랍 이소폼은 여러 가지 기능을 수행하는 많은 이펙터를 가지고 있다.Rab 단백질에 대한 이펙터의 특정한 결합은 Rab 단백질을 효과적으로 할 수 있게 하고, 반대로 Rab 단백질의 순응이 비활성 상태로의 이펙터 분리를 유도한다.[4]

이펙터 단백질은 네 가지 기능 중 하나를 가지고 있다.

  1. 카고 싹트기, 선택 및 코팅
  2. 베시클 트랜스포트
  3. 베시클 언코팅 및 테더링
  4. 베시클 퓨전[4]

막 융접과 이펙터 분리 후에, Rab은 원래 막으로 다시 재활용된다.GDP 분열억제제(GDI)는 비활동적이고 GDP에 바인딩된 형태의 Rab의 태아 그룹을 묶고, GTP(Rab을 재활성화하는 것)에 대한 GDP의 교환을 억제하며, Rab을 원래 막으로 전달한다.

임상적 유의성

랍 단백질과 그 기능은 적절한 오르가넬 기능에 필수적이며, 이와 같이 랍 단백질 사이클에 어떤 편차가 도입되면 생리학적 질병이 뒤따른다.[5]

조로이데레미아

조로이데레미아는 Rab 에스코트 단백질(REP-1)을 암호화하는 CHM 유전자의 기능상실 돌연변이에 의해 발생한다.RAP-1과 RP-2(단백질 같은 RP-1)는 둘 다 Rab 단백질의 혼전 및 운반에 도움을 준다.[6]랍27은 조로이데레미아의 근본적인 원인이 될 수 있는 혼전(RP-1)에 우선 의존하는 것으로 밝혀졌다.[7]

지적 장애

GDI1 유전자의 돌연변이는 X연계 비특정 지적장애로 이어지는 것으로 나타났다.쥐를 대상으로 한 연구에서 GDI1 유전자 삭제를 위한 캐리어들은 단기 기억 형성과 사회적 상호작용 패턴에서 현저한 이상을 보였다.GDI1 단백질의 매개체인 생쥐에서 나타나는 사회·행동 패턴은 같은 삭제를 한 인간에서 관찰되는 패턴과 유사하다는 점에 주목한다.GDI1 유전자의 상실은 돌연변이 생쥐의 뇌 추출물을 통해 나타나 랍4와 랍5 단백질의 축적을 유도해 기능을 억제하고 있다.[4]

암/카르시노제시스

증거는 Rab GTPases의 과다압박이 전립선암과 같은 발암과 현저한 관계를 가지고 있다는 것을 보여준다.[8][9]Rab 단백질 기능장애가 암을 유발하는 것으로 판명된 많은 메커니즘이 있다.몇 가지 예를 들면, 인공적인 Rab1의 높은 표현은 Rab1A 단백질과 함께 종양의 성장을 촉진하며, 종종 좋지 않은 예후를 가지고 있다.Rab23의 과잉진압은 위암과 연관되어 있다.직접적으로 암을 유발하는 것 외에도, Rab 단백질의 조절 오류는 이미 존재하는 종양의 진행과 연관되어 있으며, 그들의 악성 종양의 원인이 되고 있다.[5]

파킨슨병

Rab39b 단백질의 돌연변이는 X와 연결된 지적 장애와 더불어 희귀한 형태의 파킨슨병과도 연관되어 있다.[10]

랍 단백질의 종류

지금까지 인간에게서 확인된 랍인은 대략 70여 명이다.[2]그들은 대부분 복실 밀매에 관여하고 있다.그들의 복잡성은 만약 복실 인신매매의 주소 라벨로 생각한다면 이해할 수 있고, 복실 인신매매의 정체성과 경로를 규정한다.괄호 안에 있는 것은 모델 유기체 사카로마이오스 세레비시아아 및 아스페르길루스 니둘란스에 있는 것과 동등한 이름이다.[12]

이름 세포하위 위치
RAB1(Ypt1, RabO) 골지 콤플렉스
RAB2A ER, cis-Golgi 네트워크
RAB2B
RAB3A 분비물과 시냅스성 방파제.
RAB4A 내분자 재활용
RAB4B
RAB5A 클라트린이 함유된 베실, 플라즈마 막
RAB5C(Vps21, RabB) 초기 내인성
RAV6A(Ypt6, RabC) 골지 및 트랜스 골지 네트워크
RAB6B
RAB6C
RAB6D
RAB7(Ypt7, RabS) 말기 내담자, 빈센트
RAB8A 근위 밀실.
RAB8B
RAB9A 후기 엔도솜, 트랜스 골지 네트워크
RAB9B
RAB11A(Ypt31, RabE) 내시경, 골기 후 외피 운반체 재활용
RAB14 초기 내인성
RAB18 지질 방울, 골지, 말단소체 망막
RAB25 소규모 수송, 종양 개발[13] 촉진자
RAB29 LRRK2를 TGN에 채용하다.
RAB39A Caspase-1을 인플람마솜에 결합한다.

기타 랍 단백질

참조

  1. ^ Stenmark H, Olkkonen VM (2001). "The Rab GTPase family". Genome Biology. 2 (5): REVIEWS3007. doi:10.1186/gb-2001-2-5-reviews3007. PMC 138937. PMID 11387043.
  2. ^ a b Seto, Shintaro; Tsujimura, Kunio; Horii, Toshinobu; Koide, Yukio (2014-01-01), Hayat, M. A. (ed.), "Chapter 10 - Mycobacterial Survival in Alveolar Macrophages as a Result of Coronin-1a Inhibition of Autophagosome Formation", Autophagy: Cancer, Other Pathologies, Inflammation, Immunity, Infection, and Aging, Amsterdam: Academic Press, pp. 161–170, doi:10.1016/b978-0-12-405877-4.00010-x, ISBN 978-0-12-405877-4, retrieved 2020-11-19
  3. ^ Hutagalung AH, Novick PJ (January 2011). "Role of Rab GTPases in membrane traffic and cell physiology". Physiological Reviews. 91 (1): 119–49. doi:10.1152/physrev.00059.2009. PMC 3710122. PMID 21248164.
  4. ^ a b c Seabra MC, Mules EH, Hume AN (January 2002). "Rab GTPases, intracellular traffic and disease". Trends in Molecular Medicine. 8 (1): 23–30. doi:10.1016/s1471-4914(01)02227-4. PMID 11796263.
  5. ^ a b Tzeng HT, Wang YC (October 2016). "Rab-mediated vesicle trafficking in cancer". Journal of Biomedical Science. 23 (1): 70. doi:10.1186/s12929-016-0287-7. PMC 5053131. PMID 27716280.
  6. ^ Cremers FP, Armstrong SA, Seabra MC, Brown MS, Goldstein JL (January 1994). "REP-2, a Rab escort protein encoded by the choroideremia-like gene". The Journal of Biological Chemistry. 269 (3): 2111–7. PMID 8294464.
  7. ^ Seabra MC, Ho YK, Anant JS (October 13, 1995). "Deficient Geranylgeranylation of Ram/Rab27 in Choroideremia". The Journal of Biological Chemistry. 270 (41): 24420–24427. doi:10.1074/jbc.270.41.24420. PMID 7592656.
  8. ^ Johnson IR, Parkinson-Lawrence EJ, Shandala T, Weigert R, Butler LM, Brooks DA (December 2014). "Altered endosome biogenesis in prostate cancer has biomarker potential". Molecular Cancer Research. 12 (12): 1851–62. doi:10.1158/1541-7786.MCR-14-0074. PMC 4757910. PMID 25080433.
  9. ^ Johnson IR, Parkinson-Lawrence EJ, Keegan H, Spillane CD, Barry-O'Crowley J, Watson WR, et al. (November 2015). "Endosomal gene expression: a new indicator for prostate cancer patient prognosis?". Oncotarget. 6 (35): 37919–29. doi:10.18632/oncotarget.6114. PMC 4741974. PMID 26473288.
  10. ^ Lesage S, Bras J, Cormier-Dequaire F, Condroyer C, Nicolas A, Darwent L, Guerreiro R, Majounie E, Federoff M, Heutink P, Wood NW, Gasser T, Hardy J, Tison F, Singleton A, Brice A (June 2015). "Loss-of-function mutations in RAB39B are associated with typical early-onset Parkinson disease". Neurology. Genetics. 1 (1): e9. doi:10.1212/NXG.0000000000000009. PMC 4821081. PMID 27066548.
  11. ^ "Saccharomyces Genome Database (SGD)". Yeast Genome Org. Stanford University.
  12. ^ "Aspergillus Genome Database (AspGD)". Stanford University.
  13. ^ Kessler D, Gruen GC, Heider D, Morgner J, Reis H, Schmid KW, Jendrossek V (2012). "The action of small GTPases Rab11 and Rab25 in vesicle trafficking during cell migration". Cellular Physiology and Biochemistry. 29 (5–6): 647–56. doi:10.1159/000295249. PMID 22613965.

외부 링크