HIVコレ受容体GPR15タンパク質の細胞表面輸送におけるC末端膜近位塩基性残基の役割

Gタンパク質共役受容体（GPCR）の細胞表面密度は、貨物受容体の異なる配列信号の認識を伴う動的な分子相互作用によって制御されます。以前に、HIV corepeptor GPR15の遠位C末端尾部におけるRXR型DIBASICモチーフは、コートマータンパク質I複合体依存性逆行性輸送を媒介することにより、細胞表面発現を負に調節することを報告しました（ER）。ここでは、C末端尾部の膜プリジー領域における別の塩基性残基（ARG（310）-ARG（311））がGPR15の順行性身売買の媒介において極めて重要な役割を果たすことを実証します。C末端膜筋底生の塩基性残基（MPBRS）（R310/311A）のALA変異は、GPR15のO-グリコシル化と細胞表面発現を廃止しました。細胞内分別および免疫細胞化学アッセイは、R310/311A変異体がERでより局所的であるが、野生型GPR15と比較した場合、トランスゴルジでははるかに少ないことを示しており、ARG（310）-ARG（311）の肯定的な役割を示唆しています。GPR15のERからゴルジへの輸送で。ヒトGPCRの配列分析により、塩基性残基はC末端尾部の膜プジク近位領域で頻繁に発生することが示されました。GPR15と同様に、C末端MPBRの変異により、複数の異なるGPCRでの細胞表面発現が顕著に減少しました。我々の結果は、C末端MPBRがGPCRを含む広範囲の膜タンパク質の順行性輸送の媒介に非常に関与していることを示唆しています。

Cell surface density of G protein-coupled receptors (GPCRs) is controlled by dynamic molecular interactions that often involve recognition of the distinct sequence signals on the cargo receptors. We reported previously that the RXR-type dibasic motif in the distal C-terminal tail of an HIV coreceptor GPR15 negatively regulates the cell surface expression by mediating the coatomer protein I complex-dependent retrograde transport to the endoplasmic reticulum (ER). Here we demonstrate that another pair of basic residues (Arg(310)-Arg(311)) in the membrane-proximal region of the C-terminal tail plays a pivotal role in mediating the anterograde trafficking of GPR15. The Ala mutation of the C-terminal membrane-proximal basic residues (MPBRs) (R310/311A) abolished the O-glycosylation and cell surface expression of GPR15. The subcellular fractionation and immunocytochemistry assays indicated that the R310/311A mutant was more localized in the ER but much less in the trans-Golgi when compared with the wild-type GPR15, suggesting the positive role of Arg(310)-Arg(311) in the ER-to-Golgi transport of GPR15. Sequence analysis on human GPCRs showed that the basic residues are frequent in the membrane-proximal region of the C-terminal tail. Similar to GPR15, mutation of the C-terminal MPBRs resulted in a marked reduction of the cell surface expression in multiple different GPCRs. Our results suggest that the C-terminal MPBRs are critically involved in mediating the anterograde trafficking of a broad range of membrane proteins, including GPCRs.