鑑定人類第一腺嘌呤核甘二磷酸核糖化相似因子蛋白質複合體並探討其在囊泡運輸系統中的調節功能

腺嘌呤核苷二磷酸核糖化因子(ADP-ribosylation factors; ARF) 與腺嘌呤核苷二磷酸核糖化相似因子(ARF like; ARL) 是Ras 小鳥嘌呤核甘三磷酸(Ras smallGTPase) 次家族的蛋白質成員。ARF 蛋白質，彼此之間約有60 % 的序列相似度，並且被證實具有直接活化酵素活性，改變局部酯質成份，或動員蛋白質，尤其是囊泡套複合體(vesicle-coat complexes) 至細胞膜的生物功能。這類的蛋白質都受到鳥糞嘌呤核苷酸轉換因子(GEF) 與鳥糞核苷三磷酸水解酶活化蛋白質(GAP) 的調控，始得以在與鳥糞核苷三磷酸(GTP) 結合的活化態和與鳥糞核苷二磷酸(GDP)結合的不活化態之間循環著。第一腺嘌呤核苷二磷酸核糖化相似因子(ARL1)，是ARF/ARL 家族，Ras smallGTPase 超級家族成員之一。雖然ARFs 與ARLs 之間有高度的相似度，但在ARL蛋白質之中，只有ARL1 被報導會參與囊泡的運輸作用(vesicle trafficking) 。ARL1主要位於細胞內反式高基氏網(TGN)，並曾被提出與內噬作用(endocytosis) 以及胞吐作用(exocytosis) 有關。根據我們先前的研究，我們利用酵母菌雙雜交法找到幾個特定會與人類ARL1 (hARL1) 交互作用的蛋白質，並提出其在TGN 與細胞膜之間運輸過程中，可能扮演的角色。但是我們對於這些已知的作用分子之間，在功能上或是調節上所具有的專一性，了解實在有限。目前也無任何GEFs 或GAPs 被探討與hARL1 在細胞內具有專一性的交互作用。因此，依據我們的研究與相關文獻的報導，我們推測必定有尚未被鑑定出的蛋白質/作用分子與hARL1 形成蛋白質複合體(protein complex)，而該複合體為了符合特定的囊泡運輸步驟或特定的生理條件，受到專一性的調控。在這計劃中，我們將系統性地鑑定hARL1 蛋白質複合體成員，並分析其在調節囊泡運輸過程中的交互作用網。此外，依據我們過去一年的研究，我們也發現第四類型，P 型三磷酸腺苷水解酶(type 4 subfamily of P-typeATPases) 可能參與調節golgins 位在高基氏體的路徑。我們將結合分子生物學，蛋白質體學，生物資訊學，生物化學與細胞生物學來探究hARL1 所調節的囊泡運輸路徑。我們的目標為:1. 利用親和性純化分離，化學交互聯結反應(cross-linking) 與活體內胺基酸標定法與質譜科學，鑑定特定型態的hARL1 蛋白質複合體組成。2. 分析人類第四類型，P 型三磷酸腺苷水解酶在囊泡運輸路徑的可能調節功能。3. 進行hARL1 與其交互作用分子，結構與功能特性的分析。4. 探討hARL1 與其交互作用分子在囊泡或膜運輸中的調節路徑。本計畫的長程目標是闡述hARL1 與其交互作用分子在囊泡運輸系統中所扮演的重要角色。這樣的研究將有助於1) 這將提供一個全面性發崛hARL1 蛋白質複合體組成的機會2) 這將提供基本知識，作為探索hARL1 的交互作用聯絡網的依據之一3) 這將有助於我們了解hARL1 在調節囊泡運輸系統中的分子機轉。

系統編號:PC9902-0481
原計畫編號:NSC97-2320-B182-026-MY3