Cdc42: Связывается вместе с COPI с мембраной Гольджи
В то время как открытия Голдберга помогают выяснению роли COPI в механизмах включения транспортируемых веществ и регуляции образования везикул, недавние исследования Cerione и его коллег [ Wu ea., 2000 ] предлагают новые ключи к пониманию того, каким образом данные процессы могут взаимодействовать с путями передачи сигнала, управляющими функцией цитоскелета. Оказалось, что Cdc42, локализованная в комплексе Гольджи ГТФаза семейства Rho , взаимодействует с субъединицей коатомера гамма-COP через дилизиновый мотив , присутствующий в районе карбоксильного конца Cdc42. Это заставляет предположить, что Cdc42 способен влиять на динамику коатомера и функцию Гольджи, или наоборот.
Принимая во внимание изложенные наблюдения, Cerion с коллегами приступили к поиску новых эффекторных белков Cdc42 для понимания того, каким образом локализованный в Гольджи Cdc42 мог бы координировать подобные активности при такой центральной локализации. Они сфокусировали свое внимание на белках, связывающихся с Cdc42 и необходимых для формирования фенотипа трансформированных клеток. Были исследованы мутации Cdc42 и F28L, осуществляющие более частый обмен нуклеотидов и, следовательно, содержащих более "долгоживущую" ГТФ-связанную форму. Сходный трансформационный фенотип наблюдается в клетках, экспрессирующих Dbl, фактор обмена нуклеотида Rho-ГТФаз .
В процессе этих поисков Cerione с коллегами определили гамма-COP-субъединицу коатомера как белок, контактирующий с ГТФ-связанной формой Cdc42 через дилизиновый (КК) мотив , присутствующий на карбоксильном конце Cdc42 [ Wu ea., 2000 ]. Способность Cdc42/F28L к трансформированию 3T3-клеток оказалась зависимой от КК-мотива, поскольку мутация по указанным остаткам ингибировала трансформацию и экспрессию N- конца гамма-COP, связывавшей КК, но не ассоциировавшей с другими субъединицами COPI, блокировавшей Cdc42-индуцируемую трансформацию, но не Ras- индуцируемую трансформацию [ Wu ea., 2000 ].
В дополнение к индукции трансформации, экспрессия Cdc42/F28L выражалась в 1,5- и 2-х-кратной стимуляции скорости транспорта секреторных белков, что подтверждается измерением приобретения карбогидратной модификации после выхода белка G вируса везикулярного стоматита из ЭР. Указанный секреторный эффект также являлся зависимым от КК-мотива, но в отдельности от общей индукции трансформированного фенотипа, поскольку и при делетировании области Rho-вставки в Cdc42/F28L (области, необходимой, как было показано прежде, для трансформации клеток мутантом Cdc42) все еще оказывалось стимулирующее влияние на секрецию [ Wu ea., 2000 ].
Вопрос о том, могут ли вышеприведенные открытия быть обобщены, требует дальнейших исследований. Обнаруженный в периферическом мембранном белке Cdc42 дилизиновый мотив не является типичным по последовательности и положению по отношению к таковому, обнаруженному в цитоплазматических фрагментах трансмембранных белков (-ККХХ) ранней секреции. Более того, положение возвращающего в ЭР сигнала ККХХ является сомнительным для связывания COPI (например, KKXXX будет нефункционален) [ Nickel и Wieland, 1998 ]. Полностью завершивший процессинг Cdc42 (- KKSRRC) также модифицирован липидом в районе С-концевого цистеина, причем указанная модификация необходима для осуществления биологической активности. То обстоятельство, что все Rho-белки обладают набором примыкающих к С-концу основных аминокислот, являющееся, вероятно, необходимым (в сочетании с подвижностью липида) для плотной ассоциации с мембраной, ставит, следовательно, ряд вопросов, касающихся специфичности взаимодействия, хотя Wu и др. наблюдали лишь связывание COPI Cdc42, а не другими членами семейства Rho.
Наконец, если стимуляция секреции, индуцированная посредством экспрессии осуществляющего быструю смену циклов мутантным Cdc42/F28L - лишь частный случай, то, каким же образом она может быть необходимой для трансформации в целом, неясно. Тем не менее, открытия Cerion'а являются многообещающими, поскольку они указывают механизм, посредством которого Гольджи может координировать регуляцию мембранного транспорта, организацию цитоскелета и передачу сигнала.
