Potential Role of Cdc42 Protein Purified from Rat Brain Cytosol in Phospholipase D Activation = Phopholipase D 활성을 촉진하는 저분자량 G 단백의 분리정제 및 특성에 대한 연구

국문 초록 (Abstract)

이실험에서는 ARF와 PLD활성촉진에 관여하는 미지의 G단백으로 추정되었던 Cdc42를 흰쥐 뇌세포질로부터 각각 4단계의 크로마토그래피를 통해 완전 정제에 성공하였다. 한편 RhoA는 baculovirus 발현을 통해 얻었으며 재조합 myristoylated ARF1 (mAFR1)은 E. coli 발현을 통해 얻어 실험에 사용하였다. 이들 저분자량 G단백에 의한 PLD 활성화 정도를 reconstitution assay를 통해 알아본 결과 세포질에서 정제한 ARF가 가장 높은 활성화정도를 나타냈고 재조합 mARF와 Cdc42가 그 다음으로 세포질 ARF에 비해 80% 정도의 활성화정도를 나타냈다. RhoA 의 경우 실험에 사용한 G단백중 가장 낮은 PLD 활성화정도를 보였다. 이 결과는 PLD 활성을 촉진하는 저분자량 G단백중 Cdc42가 가장 PLD 활성화정도가 낮다는 다른 연구자들의 보고와 상반된 결과로 주목된다. 한편 Cdc42와 RhoA에 의해 촉진된 PLD활성은 ARF의 첨가시 상승적인 활성화 경향을 보인 반면 같은 Rho 활성을 촉진하는 저분자량 G단백중 Cdc42가 가장 PLD 활성화정도가 낮다는 다른 연구자들의 보고와 상반된 결과로 주목된다.
한편 Cdc42와 RhoA에 의해 촉진된 PLD활성은 ARF의 첨가시 상승적인 활성화 경향을 보인 반면 같은 Rho family의 G 단백인 Cdc42와 RhoA는 함께 사용했을 때 오직 첨가적인 활성화 경향을 보여 주었다.
이상의 연구 결과는 뇌의 PLD 활성은 여러다른 저분자량 G 단백들에 의해 조절되며 기존에 알려진 ARF 에 의존적인 PLD 활성이 독자적으로 존재하는 것이 아니라 세포내 다양한 신호전달 체계와 연계된 각기 다른 저분자량의 G 단백에 의해 촉진된 활성이 첨가되어 복합적으로 PLD 활성이 존재할 가능성을 시사한다. 또한 세포질에서 정제한 Cdc42 의 경우, ARF 와 비슷한 수준의 PLD 활성화 정도가 관찰됨으로써 PLD 연구 분야에서 아직까지 주목받지 못했던 Cdc42 가 PLD 활성화에 매우 중요한 역할을 수행함을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Phospholipase D(PLD) has been extracted from rat brain membranes and chromatographically enriched 70-fold. From the rat brain cytosol, Cdc42 with a Mr of about 24,000 and ADP-ribosylation Factor (Arf) with a Mr of about 18,000 have been purified to near homogeneity. PLD was activated better by purified cytosolic Arf than by the other small G proteins tested. Cdc42 purified from rat brain cytosol showed about 70% of PLD activation activity by cytosolic Arf. Myristoylated recombinant Arfl (mArfl) expressed in E. coli. represented PLD activation activity similar to that of Cdc42. In case of recombinant RhoA expressed in Sf9 cell, PLD was activated poorly showing 30% of PLD activation activity by cytosolic Arf. Contrast to the previous results, purified Cdc42 activated PLD to the degree that mArfl did, suggesting that Cdc42 might be one of the major G proteins involved in the activation of membrane-associated PLD. While Cdcr42 or RhoA showed synergistic activation of PLD when administered in conjunction with Arf, Cdc42 and RhoA showed an additive effect when used together. It might be possible that Arf and Rho family proteins have different interaction sites on PLD. These findings support a role for GTP-binding proteins of Rho family as well as Arf in the activation of membrane-associated PLD and further suggest that Cdc42 can be a major G protein involved in PLD activation in rat brain.

목차 (Table of Contents)

• Summary
• Materials and Methods
• Results
• Discussion
• Acknowledgments
• References