Lanzetti, L. et al. Rab5 is a signalling GTPase involved in actin remodelling by receptor tyrosine kinases. Nature429, 309–314 (2004) | | | |
FURTHER READING Zerial, M. & McBride, H. Rab proteins as membrane organizers. Nature Rev. Mol. Cell Biol.2, 107–117 (2001) | | | |
WEB SITE
Рис.1. | F-actin cytoskeleton in a 2D cultured bovine articular chondrocyte, labelled using phalloidin-FITC.
Рис.2. | Сконденсированный и несконденсированный F-actin.
The small GTPase has well-established roles in membrane trafficking — for example, in receptor endocytosis. However, as Di Fiore and colleagues now show in Nature, it seems that Rab5 is also a signalling GTPase. They show that Rab5 is essential for a form of receptor tyrosine kinase (RTK)-induced actin remodelling that produces waves/circular ruffles.
Crystal structure of Rab5 bound to a non-hydrolyzeable GTP analog (GppNHp). Rab5 functions as an essential master regulator of endocytic trafficking through nucleotide dependent interactions with diverse effector proteins including EEA1 and the phosphoinositide 3-kinase that generates PI3P on early endosomes. The conformational changes accompanying nucleotide exchange and GTP hydrolysis are localized to two conformational switch regions. A cluster of invariant aromatic residues at the interface between the switch regions forms an exposed hydrophobic patch that mediates critical conformation dependent interactions with effector proteins. Adjacent complementarity determining regions (CDRs) play an important role in effector recognition.
Сигнальные события, которые ведут к образованию круговых оборок (circular ruffling) неизвестны, несмотря на тот факт, что образование др. типа сморщиваний (ruffle) - бахромок по краю клеток - как известно, связано с RTK-- линейным каскадом. Однако, из предыдущих работ известно, что активация Ras/Rac вместе с дальнейшими запускаемыми с помощью RTK путями м. б. необходима для индукции circular ruffling.
Di Fiore и др. сначала установили, что доминантно-негативные Rab5 мутации ингибируют RTK-зависимую индукцию circular ruffling: эти эффекты не были результатом ингибирования эндоцитоза. Они выявили сигнальный путь, который связан с circular ruffling, используя различные мутантные белки и нашли, что три независимых сигнала - от Rab5, Ras-phosphatidylinositol-3-kinase пути и Rac - одновременно необходимы для индукции образования циркулярных складок.
Для выяснения дальнейших сигналов, которые связывают Rab5 с circular ruffling, авт. осуществили структурно-функциональный анализ Rab5-специфичного GTPase-activating-protein (GAP) . Они установили, что две независимые функции RN-tre - функция GAP и функция, которая располагается на С-конце - связаны с образованием circular ruffles.
Авт. использовали mass spectrometry для идентификации белков, которые взаимодействуют с С-концом RN-tre, и они нашли - actin-связывающий белок, который поперечно связывает filamentous (F)-actin. Они показали, что RNA interference против RN-tre или actinin-4 заметно нарушает circular ruffling, которое индуцируется активацией RTK. Кроме того, избыточная экспрессия actinin-4 м. устранять ингибирующий эффект мутантов RN-tre на индуцируемое RTK circular ruffling. Очевидно, что actinin-4 функционирует ниже Rab5 и RN-tre в RTK-зависимой индукции circular ruffling.
Наконец, Di Fiore и др. показали, что RN-tre м. соединяться с F-actin и actinin-4 одновременно. Итак, было установлено, что Rab5 является сигнальной GTPase и авт. предположили "...that RN-tre establishes a three-pronged connection with Rab5, F-actin and actinin-4", которое м. "...aid crosslinking of actin fibres into actin networks at the plasma membrane."
)
)
