GTPase活性化タンパク質Rhogapと複合的な小さなGタンパク質の結晶構造

小さなGタンパク質は、血漿膜受容体からシグナルを伝導して、広範囲の細胞機能を制御します。これらのタンパク質は異なるファミリーにクラスター化されていますが、すべて分子スイッチとして機能し、GTP結合の形で活性がありますが、GDP結合の場合は不活性です。CDC42HSを含むGタンパク質のRhoファミリーは、細胞骨格形成、細胞増殖、JNKシグナル伝達経路の調節に関与するエフェクターを活性化します。Gタンパク質は一般に低固有のGTPase加水分解活性を持っていますが、GTP加水分解の速度を最大10回増強するGTPase活性化タンパク質（GAP）のファミリー特異的グループがあります。ここでは、2.7a解像度でp50rhogapのギャップドメインと複雑な非水溶液性GTPアナログGMPPNPを使用して、CDC42HSの結晶構造を報告します。複雑なCDC42HSでは、主にそのスイッチIおよびII領域を介して相互作用し、保存された残基が並ぶRhogapに浅いポケットと相互作用します。RhogapのArg 85はCdc42HSのpループと相互作用しますが、生化学データとGタンパク質サブユニットG（I alpha1）との類似性により、触媒サイクル中に異なる立体構造を採用して、安定化することができると提案します。GTP水溶類反応の遷移状態。

Small G proteins transduce signals from plasma-membrane receptors to control a wide range of cellular functions. These proteins are clustered into distinct families but all act as molecular switches, active in their GTP-bound form but inactive when GDP-bound. The Rho family of G proteins, which includes Cdc42Hs, activate effectors involved in the regulation of cytoskeleton formation, cell proliferation and the JNK signalling pathway. G proteins generally have a low intrinsic GTPase hydrolytic activity but there are family-specific groups of GTPase-activating proteins (GAPs) that enhance the rate of GTP hydrolysis by up to 10(5) times. We report here the crystal structure of Cdc42Hs, with the non-hydrolysable GTP analogue GMPPNP, in complex with the GAP domain of p50rhoGAP at 2.7A resolution. In the complex Cdc42Hs interacts, mainly through its switch I and II regions, with a shallow pocket on rhoGAP which is lined with conserved residues. Arg 85 of rhoGAP interacts with the P-loop of Cdc42Hs, but from biochemical data and by analogy with the G-protein subunit G(i alpha1), we propose that it adopts a different conformation during the catalytic cycle which enables it to stabilize the transition state of the GTP-hydrolysis reaction.