ラップ1

Rap1 （Ras-proximate-1またはRas関連タンパク質1）は小さなGTPaseであり、細胞スイッチのように機能し、効果的なシグナル伝達に不可欠な小さな細胞質タンパク質です。^[1] Rap1タンパク質には2つのアイソフォームがあり、それぞれ別の遺伝子、RAP1AとRAP1Bによってコードされています。Rap1はRas関連タンパク質ファミリー に属します。

GTPase は GDP 結合型では不活性で、GTP に結合すると活性になる。GTPase 活性化タンパク質(GAP) とグアニンヌクレオチド交換因子(GEF) は小型 GTPase を制御し、GAP は GDP 結合型 (不活性) を促進し、GEF は GTP 結合型 (活性) を促進する。小型 GTPase は GTP に結合すると、無数の細胞プロセスを制御します。これらのタンパク質は、タンパク質構造に応じてファミリーに分けられ、最もよく研​​究されているのはRas スーパーファミリーで、Rap1 はそのメンバーです。Ras は細胞増殖と生存における役割で知られていますが、Rap1 は主に細胞接着と細胞接合部の形成に関与しています。Ras と Rap は、異なるグアニンヌクレオチド交換因子とGTPase 活性化タンパク質のセットによって制御されるため、1 つのレベルの特異性が得られます。^[2]

Rap1エフェクタータンパク質の同定は、Rap1がT細胞受容体（TCR）からインテグリンへのシグナル伝達を制御するメカニズムに関する重要な知見をもたらしました。恒常的に活性なRap1コンストラクトであるRap1G12Vは、酵母ツーハイブリッドスクリーニングの餌として使用され、RAPLがRap1結合タンパク質であることが特定されました。 ^[3]

RAPLの過剰発現はLFA-1のクラスター形成と接着を促進し、RAPL欠損リンパ球と樹状細胞は接着と遊走に障害を示します。^{[4] RAPLは}T細胞の抗原刺激後に免疫シナプスに極性化し、TCRまたはケモカイン刺激後にLFA-1と共局在し、Rap1依存的にLFA-1と共免疫沈降するため、RAPLはインテグリン関連タンパク質でもあります（108）。RAPLとLFA-1のこの相互作用は、αLサブユニット細胞質ドメインの膜近傍領域の位置1097と1099のリジン残基に依存しています。これはαL細胞質ドメインの機能的に重要な領域であり、隣接するGFFKRモチーフを削除すると恒常的に活性なLFA-1インテグリンになります（124、125）。リシン 1097 と 1099 は Rap1 依存性の LFA-1 活性化に重要であるが、β2 サブユニット細胞質ドメインは Rap1 による LFA-1 活性化には不要であると思われる (126)。これらのリシン残基をアラニンに変異させると、Rap1 活性化または RAPL の過剰発現によって誘導される LFA-1 の先端への再分布能力が損なわれる。この変異 LFA-1 を発現する細胞では RAPL が先端に適切に局在するため、この発見は RAPL が LFA-1 を細胞膜の個別の領域に局在させる上で重要な役割を果たしている可能性を示唆している。T 細胞では、免疫細胞アダプター SKAP1 が TCR を結合させ、T 細胞接着のために Rap1 と RapL の複合体を形成します。^[5]

セリン-スレオニンキナーゼMst1は、酵母のSte20キナーゼと相同なキナーゼファミリーのメンバーであり^[6] 、最近RAPLエフェクターとして同定されました。^[7] TCRを介したMst1の活性化はRAPLに依存しており、TCRを介したICAM-1への接着と抗原依存性コンジュゲート形成は、RNAiを介したMst1発現のノックダウン後に損なわれます。Rap1とRAPLはLFA-1の親和性とクラスタリングの両方を制御することが示されているが、Mst1の過剰発現はLFA-1のクラスタリングのみを強化します。この発見は、LFA-1のクラスタリングが、Rap1を介したインテグリンへのTCRシグナル伝達に重要であることを示唆しています。また、Rap1がLFA-1の親和性を制御するMst1に依存しないメカニズムの存在も示唆しています。

Rap1 および Rap1 関連シグナル伝達タンパク質PKD、RAPL、および Mst1 の顕著な特徴は、インテグリンが存在する膜に局在することです。これにより、Rap1 がインテグリンに直接作用し、インテグリンの親和性やクラスター形成を調節できるメカニズムが提供されます。PKD、RAPL、および Mst1 はすべて、受容体の細胞膜への移動に役割を果たすことも提案されています。PKD 依存性の小胞輸送の調節には PKD キナーゼ活性が必要ですが、PKD 依存性のインテグリンへの TCR シグナル伝達の調節には PKD キナーゼ活性は必要ないようでした。したがって、PKD は Rap1 依存性のインテグリン調節の調節において明確な役割を果たしている可能性があります。たとえば、Rap1 と C3G の PKD 依存性の関連性は、PKD が Rap1 をインテグリンだけでなく Rap1 GEF にも局在させるのに重要である可能性を示唆しています。したがって、PKD-Rap1 相互作用は、その後の Rap1 の活性化と、RAPL や Mst1 などの下流エフェクターのトリガーの中心となる可能性があります。

追加の Rap1 エフェクターは、R​​ap1 とアクチン細胞骨格を結び付けます。RIAM (Rap1–GTP 相互作用アダプター分子) は、RA (Ras 関連) 様ドメイン、PH ドメイン、およびいくつかのプロリンに富む配列を含む、広く発現しているアダプター タンパク質です。RAPLと同様に、RIAM は活性 Rap1 と優先的に相互作用し、RIAM の過剰発現はインテグリンを介した接着を強化します。さらに、RIAM のノックダウンは活性 Rap1 によって誘導される接着を阻害し、活性 Rap1 の細胞膜への局在を阻害します。RIAM がプロフィリン、Ena/VASP タンパク質、およびタリンと結合する能力は、RIAM がアクチン細胞骨格、特にタリンとインテグリンの細胞質尾部との相互作用に対する影響を通じて、Rap1 依存性のインテグリン活性化を促進することを示唆しています。インテグリン親和性の調節におけるタリンの既知の役割を考慮すると、RIAM は Rap1 がインテグリン親和性を調節する Mst1 に依存しないメカニズムを提供する可能性があります。