RHODのローカリゼーションと機能は、GTP/GDPバウンド状態とユニークなN末端モチーフに依存しています

非定型Rho GtPase Rhodは、以前にアクチンフィラメントシステムの組織と機能に大きな影響を与えることが示されています。しかし、最初に発見されたとき、Rhodはエンドソームの人身売買とダイナミクスを調節することがわかったため、この規制をより詳細に調査しようとしました。小胞および原形質膜に局在するヒト線維芽細胞の外因的に発現し、血漿膜の局在化には活性GTP結合コンフォメーションが必要であることがわかりました。GTPaseが失速したGTPase活性を持つGTPase欠乏性Rho GTPaseとは対照的に、Rhodは内発生GDP/GTP交換活性の上昇を持ち、タンパク質を構成的に活性化します。重要なことに、Rhodは依然としてGTPを加水分解でき、Rhod陽性小胞の効率的な融合には無傷のGTPase活性が必要であることがわかりました。Rhodには、14のアミノ酸残基のユニークなN末端伸びがありますが、これは古典的なRho GtPase Rhoa、Cdc42、およびRac1には存在しません。このN末端モチーフの削除は、しばしば末梢膜の境界で蓄積されたRhod陽性小胞のクラスタリングにつながります。さらに、細胞あたりの小胞の数は多様性が増加し、N末端モチーフが小胞のダイナミクスにおいて重要な調節的役割を持っていることを示唆しています。

The atypical Rho GTPase RhoD has previously been shown to have a major impact on the organization and function of the actin filament system. However, when first discovered, RhoD was found to regulate endosome trafficking and dynamics and we therefore sought to investigate this regulation in more detail. We found that exogenously expressed RhoD in human fibroblasts localized to vesicles and the plasma membrane and that the active GTP-bound conformation was required for the plasma membrane localization but not for vesicle localization. In contrast to the GTPase deficient atypical Rho GTPases, which have a stalled GTPase activity, RhoD has an elevated intrinsic GDP/GTP exchange activity, rendering the protein constitutively active. Importantly, RhoD can still hydrolyze GTP and we found that an intact GTPase activity was required for efficient fusion of RhoD-positive vesicles. RhoD has a unique N-terminal extension of 14 amino acid residues, which is not present in the classical Rho GTPases RhoA, Cdc42 and Rac1. Deletion of this N-terminal motif often lead to clustering of RhoD positive vesicles, which were found accumulated at the peripheral membrane border. In addition, the number of vesicles per cell was increased manifold, suggesting that the N-terminal motif has an important regulatory role in vesicle dynamics.