クラスリンアダプターにおける機能性ホスファチジルイノシトール3,4,5-三リン酸/ホスホイノシチド結合ドメインAP-2アルファサブユニットエンドサイトーシス経路への影響

クラスリンコーティングピットは、リガンド結合シグナル伝達受容体の濃度の部位です。そのような受容体のいくつかは、ヘテロ二量体ホスファチジルイノシトール-3-キナーゼを動員、結合、活性化することが知られており、ホスファチジルイノシトール3,4、5三リン酸の生成をもたらします。ここでは、ジオクタノイル - ホスファチジルイノシトール-3,4,5-P3が特異的かつ飽和的にAp-2に飽和し、組み立てられたコート構造内のAP-2への親和性が高いことを報告します。可溶性 - メキオ・イノシトール・ヘキサキスリン酸は逆の行動を示します。ウシ脳クラスリンコーティングされた小胞への結合は、洗剤抽出後にのみ明らかです。これらの観察と、ジアシルグリセリル骨格の認識とイノシトールリン酸ヘッドグループは、コーティングされた小胞の膜ホスホイノシチドおよび細胞質における可溶性イノシトールリン酸塩とのAP-2相互作用と一致しています。離散結合ドメインは、AP-2アルファサブユニットのN末端の近くで特定され、この配列を含む発現された融合タンパク質は、親タンパク質と実質的に同一の特定の高親和性結合を示します。AP-2アルファシーケンスのこの領域は、エレガンスの白人炎と哺乳類アルファの間の最大の保存も示しており、進化的に変化のない低分子量リガンドを認識した機能と一致しています。ホスファチジルイノシトールの結合3,4、5-三リン酸AP-2への結合は、タンパク質のクラスリン結合およびアセンブリ活性を阻害します。これらの発見は、細胞表面受容体の内在化と人身売買におけるホスホイノシチドとAP-2の潜在的な役割の文脈で議論されています。

Clathrin-coated pits are sites of concentration of ligand-bound signaling receptors. Several such receptors are known to recruit, bind, and activate the heterodimeric phosphatidylinositol-3-kinase, resulting in the generation of phosphatidylinositol 3,4, 5-trisphosphate. We report here that dioctanoyl-phosphatidylinositol-3,4,5-P3 binds specifically and saturably to soluble AP-2 and with greater affinity to AP-2 within assembled coat structures. Soluble -myo-inositol hexakisphosphate shows converse behavior. Binding to bovine brain clathrin-coated vesicles is evident only after detergent extraction. These observations and evidence for recognition of the diacylglyceryl backbone as well as the inositol phosphate headgroup are consistent with AP-2 interaction with membrane phosphoinositides in coated vesicles and with soluble inositol phosphates in cytoplasm. A discrete binding domain is identified near the N terminus of the AP-2 alpha subunit, and an expressed fusion protein containing this sequence exhibits specific, high affinity binding that is virtually identical to the parent protein. This region of the AP-2 alpha sequence also shows the greatest conservation between a Caenorhabditis elegans homolog and mammalian alpha, consistent with a function in recognition of an evolutionarily unchanging low molecular weight ligand. Binding of phosphatidylinositol 3,4, 5-trisphosphate to AP-2 inhibits the protein's clathrin binding and assembly activities. These findings are discussed in the context of the potential roles of phosphoinositides and AP-2 in the internalization and trafficking of cell surface receptors.