GTPaseから分子シャペロンへのYpt1pのストレス駆動型構造的および機能的スイッチングは、Saccharomyces cerevisiaeの熱耐性を媒介します

グアノシントリホスファターゼ（GTPase）は、細胞が細胞外刺激に応答できるようにするシグナル伝達経路の分子スイッチとして機能します。Saccharomyces cerevisiae酵母タンパク質2 1タンパク質（Ypt1p）は、小胞体からゴルジの人身売買に不可欠な単量体の小さなGTPaseです。サイズ排除クロマトグラフィー、SDS-PAGE、およびネイティブページ、および抗YPT1P抗体を使用した免疫ブロット分析により、YPT1Pは低分子重量（LMW）形態から高分子重量（HMW）に構造的に変化することがわかりました。熱ショック後の複合体。我々の結果に基づいて、YPT1PはGTPaseと分子シャペロンの両方としてデュアル関数を示し、さらに、熱ショックはGTPaseからLMWからHMW形式への構造変化によって駆動される分子シャペロンへの機能的スイッチを誘発しました。その後、ガラクトース誘導性発現システムを使用して、酵母細胞におけるYPT1の条件付き過剰発現は、55°Cでの生存率を約60％増加させることにより、細胞の熱耐性を高めることがわかりました。野生型レベル。全体として、我々の結果は、YPT1pが熱ストレス条件下での細胞保護プロセスに関与していることを示唆しています。また、これらの発見は、小さなGTP結合タンパク質のin vivoの役割に関する新しい洞察を提供し、ヒト疾患の研究と調査に影響を与えます。

Guanosine triphosphatases (GTPases) function as molecular switches in signal transduction pathways that enable cells to respond to extracellular stimuli. Saccharomyces cerevisiae yeast protein two 1 protein (Ypt1p) is a monomeric small GTPase that is essential for endoplasmic reticulum-to-Golgi trafficking. By size-exclusion chromatography, SDS-PAGE, and native PAGE, followed by immunoblot analysis with an anti-Ypt1p antibody, we found that Ypt1p structurally changed from low-molecular-weight (LMW) forms to high-molecular-weight (HMW) complexes after heat shock. Based on our results, Ypt1p exhibited dual functions both as a GTPase and a molecular chaperone, and furthermore, heat shock induced a functional switch from that of a GTPase to a molecular chaperone driven by the structural change from LMW to HMW forms. Subsequently, we found, by using a galactose-inducible expression system, that conditional overexpression of YPT1 in yeast cells enhanced the thermotolerance of cells by increasing the survival rate at 55°C by ∼60%, compared with the control cells expressing YPT1 in the wild-type level. Altogether, our results suggest that Ypt1p is involved in the cellular protection process under heat stress conditions. Also, these findings provide new insight into the in vivo roles of small GTP-binding proteins and have an impact on research and the investigation of human diseases.