Эукариотические клетки в большом количестве экспрессируют моторные белки, которые участвуют в широм круге клеточных процессов. Kinesins, dyneins и myosins используют энергию, высвобождаемую при гидролизе АТФ (ATP), чтобы перемещать свой груз вдоль сети цитосклета, активновых микрофиламент и микротрубочек. Связываение обеспечивается несколькими классами адапторных 'рецепторных' молекул. Одним из классов является Ras-подобные GTPases семейства Rab. Почти 60 членов семейства Rab идентифицировано в клетках млекопитающих. Путем взаимодействия с широким разнообразием эффекторов, они играют ключевую регуляторную функцию по координации последовательнчых стадий мембранного транспорта, включая формирование транспортных носителей и их связывание/закрепление с мембранами-мишенями. Связь между Rab и моторными белками впервые продемонстрирована на Rab6a, ассоциированном с Golgi Rab, который вовлечен в ретроградный транспорт между Гольджи и эндоплазматическим ретикулемом. Rab6 взаимодействует с kinesin-подобным белком Rabkinesin-6. Показано, что и др. Rab белки, включая Rab5 и Rab11, м. взаимодействовать непосредственно с базирующимися на микротрубочках или актине моторами. Wu и др. детально описывают как Rab белок (Rab27a) используется моторным белком (myosin-Va) в органеллах (меланосомах)

Меланосомы формируются в меланоцитах, локализованных в основании волосяной луковицы и в базальном слое эпидермиса. Биогенез меланосом включает многие события сортировки на endocytic и секреторных путях. Зрелые меланосомы перемещаются вдоль микротрубочек от околоядерной Гольджи области в направлении периферии клеток (дендритов) путем взаимодействия с обычным кинезином (kinesin II у Xenopus laevis). Достигнув периферии, меланосомы отсоединяются от микротрубочек и связываются с субкортикальным актиновыми пучками через взаимодействие с миозином Va.

Меланосомы и их содержимое, меланиновый пигмент, передаются окружающим кератиноцитам. Этот процесс важен для пигментации кожи и волос. Критическая функция миозина Va в поддержании меланосоа впервые была выявлена у мышей, когда было установлено, что ген окраски шерсти dilute кодирует тяжелую цепь миозина Va. В меланоцитах, выделенных от мышей, гомозиготных по нулевому аллелю dilute, меланосомы накапливаются в околоядерной зоне и не передаются кератиноцитам. Это объясняет дефект пигмента у dilute мышей. Недавно было установлено, что синдром Griscelli, редкое аутосомно иммунное заболевание ассоциированное с частичным альбинизмом волос и кожи, возникает в результате мутации в гене myosin-Va. Следовательно, синдром Griscelli у человека эквивалентен dilute у мышей. Далее было установлено, что у ряда пациентов с Griscelli развивается неконтролируемый синдром активации T-lymphocyte и макрофагов, имеющих кроме того мутации в гене RAB27A. В то же время было сообщено, что мутантный ген у мышей ashen, который, как и в случае dilute, вызывает дефекты пигментации из-за аномального транспорта меланосом, является rab27a. Затем было установлено, что вместе с миозином Va, Rab27a присутствует на поверхности меланосом и что нарушения его функции вызывают у мышей и человека нарушения распределения меланосом

Отсутствующий кусок мозаики найден, это melanophilin, продукт гена leaden. Leaden мыши обнаруживают нарушения окраски шерсти, неотличимые от таковых у ashen или dilute. Установлено, что melanophilin ассоциирует со зрелыми меланосомами, локализованными на периферии мелоноцитов. Как и ожидалось, melanophilin-позитивные меланосомы метятся также и по Rab27a и myosin-Va. Leaden меланоциты накапливают меланосомы в околоядерной области клеток, этот фенотип оказалось возможным нормализовать временной трансфекцией melanophilin. Установлена иерархия событий, отвечающих за правильный таргеттинг Rab27/melanophilin/myosin Va в меланосомы и их myosin Va-зависимое отлавливание на периферии клетки: во-первых, экзогенный миозин Va не направляется в меланосомы в leaden меланоцитах; во-вторых, миозин Va не обнаруживается на поверхности меланосом в ashen (rab27a^-) клетках, трансфицированных melanophilin; в-третьих, Rab27a направляется в меланосомы как dilute нулевые меланоциты, так и в leaden меланоциты. Все это указывает на то, что сначала Rab27a соединяется с меланосомами, затем melanophilin и, наконец, миозин Va.

Чтобы выявить молекулярные связи между Rab27a, melanophilin и myosin Va, авт. анализировали паттерн взаимодействий различных конструкций. Взаимодействие Rab27a с melanophilin является GTP-зависимым и использует N-терминальный домен (аминокислоты 1–152) melanophilin. Этот домен содержит 8 законсервированных цистеиновых остатков, которые образуют домен цинковые пальчики и мотив six-aromatic-amino-acid-rich, обнаруживаемый у различных Rab эффекторов, заканчивает Rab связывающий домен. Домен, взаимодействующий с myosin Va, у melanophilin располагается на его С-конце. Интересно, что это взаимодействие нуждается в присутствии Exon F, альтернативно сплайсируемого экзона, кодирующего 25 аминокислот в хвосте миозина Va. Exon F присутствует в меланоцит-сплайсированной изоформе миозина Va, но не в изоформе, сплайсируемой в головном мозге. Этого , однако, недостаточно для взаимодействия melanophilin–myosin Va, т.к. это взаимодействие нуждается также в участии глобулярного хвоста миозина Va. Вызывали избыточную экспрессию или N- или C-терминальной части melanophilin в меланоцитах дикого типа. В соответствии с предполагаемой последовательностью событий (Рис. 2), обе конструкции вытесняли миозин Va из меланоцитов и создавали leaden-подобный фенотип.

Интересно, что Rab27a связывается на меланосомами эпителиальных клеток пигментного эпителия сетчатки с др. actin-based мотором, миозином VIIa, посредством белка, называемого MyRIP (myosin VIIa and Rab interacting protein), который сходен с melanophilin. Сходным образом, Rab11a эффектор, Rab11-family-interacting protein 2 (FIP2), взаимодействует с миозиновым Vb хвостом, а Rab11–Rab11 FIP комплекс служит в качестве рецептора для миозина Vb на поверхности рециклирующих эндосом. Возможно, что будут выявлены и др. примеры Rab–моторный белок взаимодействий.

Идентификация множественных Rab эффекторов с широким спектром биологических активностей иллюстрирует замечательный функциональный репертуар Rab GTPases. Предполагается. что Rab эффекторы прдеопределяют и организуют домены на поверхности внутриклеточных компартментов, делая их компетентными для функций, таких как слияние входящими транспортными промежуточными структурами или др. органеллами, а также для ремоделирования органелл. Фактически, функция Rab GTPases скоординирована как пространственно, так и во времени с процессом образования доменов мембран, с взаимодействием и/или движением этих домено вдоль цитоскелета. Rab GTPases м. рассматривать как центральные регуляторы динамики органелл в клетках эукариот.