人間のFLCN-FNIP2-Rag-Regulator複合体の冷凍-EM構造
Kuang Shen1, Kacper B Rogala2, Hui-Ting Chou3
1Whitehead Institute for Biomedical Research and Department of Biology, Massachusetts Institute of Technology, 455 Main Street, Cambridge, MA 02142, USA; Howard Hughes Medical Institute, Department of Biology, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA; Koch Institute for Integrative Cancer Research, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, MA 02139, USA; Broad Institute of Harvard and Massachusetts Institute of Technology, 7 Cambridge Center, Cambridge, MA 02142, USA; Program in Molecular Medicine, University of Massachusetts Medical School, 373 Plantation Street, Worcester, 01605, USA.
この研究は,mTORC1経路による栄養素検出の重要なステップであるRag GTPaseヘテロダイマーをFLCN-FNIP2が活性化させる仕組みの構造的基礎を明らかにしています. この発見は,GAP-GTPaseの相互作用メカニズムを明確にします.
科学分野:
- 細胞生物学
- 分子生物学
- 構造生物学
背景:
- ラパミシン複合体1 (mTORC1) 経路のメカニズム的標的は,細胞の成長と代謝を調節する.
- Rag GTPaseヘテロディマーは,mTORC1の栄養分センシングに中心であり,上流のレギュレータによって制御されます.
- FLCN- FNIP2はRagC/ DのGTPase活性化タンパク質 (GAP) として作用するが,その活性化メカニズムは不明であった.
研究 の 目的:
- FLCN-FNIP2がRag GTPaseヘテロダイマーを活性化する構造的メカニズムを解明する.
- mTORC1経路におけるFLCN-FNIP2の役割を理解する.
主な方法:
- FLCN- FNIP2複合体の構造をRag GTPasesとRagulatorで決定するために,冷凍電子顕微鏡 (cryo- EM) が使用されました.
- 主要な触媒残留物を特定するために生化学的分析が行われました.
主要な成果:
- 構造は,明確なLonginとDENNドメインのペアを持つ拡張型FLCN-FNIP2を明らかにした.
- ロンギンドメインはRagヘテロディマーのニュクレオチド結合部位と相互作用する.
- FLCNに保存されたアルギニンは,触媒性アルギニン指として識別され,経路上の中間物質を示唆した.
結論:
- この研究は,FLCN-FNIP2とRag GTPaseヘテロダイマーを含むGAP-GTPase相互作用に関する最初の構造的洞察を提供します.
- この研究は,栄養素感知mTORC1経路の重要な構成要素を明らかにし,Rag GTPaseの活性化に関するメカニズム的な理解を提供します.
