Giardia lamblia is a protozoan that causes diarrheal diseases in humans. Cytoskeletal structures of Giardia trophozoites must be finely reorganized during cell division. To identify Giardia proteins which interact with microtubules (MTs), Giardia lysates were incubated with in vitro-polymerized MTs and then precipitated by ultracentifugation. A hypothetical protein (GL50803_8405) was identified in the precipitated fraction with polymerized MTs and was named GlMBP1 (G. lamblia microtubule-binding protein 1). Interaction of GlMBP1 with MTs was confirmed by MT binding assays using recombinant GlMBP1 (rGlMBP1). In vivo expression of GlMBP1 was shown by a real-time PCR and western blot analysis using anti-rGlMBP1 antibodies. Transgenic G. lamblia trophozoites were constructed by integrating a chimeric gene encoding hemagglutinin (HA)-tagged GlMBP1 into a Giardia chromosome. Immunofluorescence assays of this transgenic G. lamblia, using anti-HA antibodies, revealed that GlMBP1 mainly localized at the basal bodies, axonemes, and median bodies of G. lamblia trophozoites. This result indicates that GlMBP1 is a component of the G. lamblia cytoskeleton.
Jang, Won Hee;Jeong, Young Joo;Lee, Won Hee;Kim, Mooseong;Kim, Sang-Jin;Urm, Sang-Hwa;Seog, Dae-Hyun
Journal of Life Science
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v.27
no.6
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pp.673-679
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2017
Microtubules are long rods in the cytoplasm of cells that plays a role in cell motility and intracellular transport. Microtubule-based transport by motor proteins is essential in intracellular transport. Kinesin 1 is a molecular motor protein that mediates the intracellular transport of various membranous vesicles, mRNAs, and proteins along microtubules. It is comprised of two heavy chains (KHCs, also called KIF5s) and two light chains (KLCs). KIF5s bear a motor domain in their amino (N)-terminal regions and interact with various cargoes through the cargo-binding domain in their carboxyl (C)-terminal regions. To identify proteins interacting with KIF5B, yeast two-hybrid screening was performed, and a specific interaction with the cytoplasmic linker protein 170 (CLIP-170), a plus end microtubule-binding protein, was found. The coiled-coil domain of CLIP-170 is essential for interactions with KIF5B in the yeast two-hybrid assay. CLIP-170 bound to the cargo-binding domain of KIF5B. Also, other KIF5s, KIF5A and KIF5C, interacted with CLIP-170 in the yeast two-hybrid assay. In addition, glutathione S-transferase (GST) pull-downs showed that KIF5s specifically interacted with CLIP-170. An antibody to KIF5B specifically co-immunoprecipitated CLIP-170 associated with KIF5B from mouse brain extracts. These results suggest that kinesin 1 motor protein may transport CLIP-170 in cells.
세포분화에 따른 Small GTP-binding protein의 역할을 밝히기 위하여 Retinoic acid(RA)와 dibutyryl cyclic AMP(dbcAMP)로 분화를 유도한 F9 기형암종세포의 형태적인 변화와 함께 Small GTP-binding protein의 분포를 조사하였다. RA와 dbcAMP를 처리한 세포는 분화유도 5일경(초기 분화 단계)에 분명한 세포의 경계를 보이기 시작하여 7일경(분화 후기 단계)에는 거의 모든 세포가 등근 분화된 형태로 전환되었다. 이 분화과정 동안 세포막에는 많은 microvilli와 lamellopodia 같은 구조물이 나타났다. 아울러 초기 분화 단계에 많은 량의 laminin이 발현되었으며 분화 후기에 microtubule의 재분포가 관찰되었다. 세종류의 Small GTP-binding protein(25 23, 21 KD)이 F9 세포의 막성분과 세포질에서 관찰되었으며 분화가 진행됨에 따라서 세단백질 모두 증가되는 양상을 보였다 이러한 결과는 Small GTP-binding protein이 F9 세포의 분화에 특별한 기능을 가지고 있음을 시사해 주고 있다.
Dang, Thao;Jang, Soo Hwa;Back, Sung Hoon;Park, Jeong Woo;Han, In-Seob
Molecules and Cells
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v.41
no.12
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pp.1045-1051
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2018
The developmentally regulated GTP binding protein 2 (DRG2) is involved in the control of cell growth and differentiation. Here, we demonstrate that DRG2 regulates microtubule dynamics in HeLa cells. Analysis of live imaging of the plus-ends of microtubules with EB1-EGFP showed that DRG2 deficiency (shDRG2) significantly reduced the growth rate of HeLa cells. Depletion of DRG2 increased 'slow and long-lived' subpopulations, but decreased 'fast and short-lived' subpopulations of microtubules. Microtubule polymerization inhibitor exhibited a reduced response in shDRG2 cells. Using immunoprecipitation, we show that DRG2 interacts with tau, which regulates microtubule polymerization. Collectively, these data demonstrate that DRG2 may aid in affecting microtubule dynamics in HeLa cells.
KIF1B${\beta}$ is a member of the Kinesin superfamily proteins (KIFs), which are microtubule-dependent molecular motors that are involved in various intracellular organellar transport processes. KIF1B${\beta}$ is not restricted to neuronal systems, however, is widely expressed in other tissues, even though the function of KIF1B${\beta}$ is still unclear. To elucidate the KIF1B${\beta}$-binding proteins in non-neuronal cells, we used the yeast two-hybrid system, and found a specific interaction of KIF1B${\beta}$ and the sorting nexin (SNX) 17. The C-terminal region of SNX17 is required for the binding with KIF1B${\beta}$. SNX17 protein bound to the specific region of KIF1Bf3 (813-916. aa), but not to other kinesin family members. In addition, this specific interaction was also observed in the Glutathione S-transferase pull-down assay. An antibody to SNX17 specifically co-immunoprecipitated KIF1B${\beta}$ associated with SNX17 from mouse brain extracts. These results suggest that SNX17 might be involved in the KIF1B${\beta}$-mediated transport as a KIF1B${\beta}$ adaptor protein.
Microtubules, a major cytoskeleton, form parallel arrays in the axon and are oriented with their plus ends toward the cell periphery. Kinesin superfamily proteins (KIFs) are the molecular motors acting in the microtubule-based motilities of organelles in cells. Here, we used the yeast two-hybrid system to identify the protein that interacts with the coiled-coil domain of KIF1A and found a specific interaction with microtubule-destabilizing factor SCG10. SCG10 bound to the amino acid residues between 400 and 820 of KIF1A, but not to other KIFs in the yeast two-hybrid assay. The coiled-coil domain of SCG10 is essential for interaction with KIF1A. In addition, this specific interaction was also observed in the Glutathione S-transferase pull-down assay. An antibody to SCG10 specifically co-immunoprecipitated KIF1A associated with SCG10 from mouse brain extracts. These results suggest that KIF1A motor protein transports SCG10-containing vesicles along microtubules in neurons.
Jeong, Young Joo;Jang, Won Hee;Lee, Won Hee;Kim, Mooseong;Kim, Sang-Jin;Urm, Sang-Hwa;Moon, Il Soo;Seog, Dae-Hyun
Journal of Life Science
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v.27
no.10
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pp.1191-1198
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2017
Vesicles and organelles are transported along microtubule and delivered to appropriate compartments in cells. The intracellular transport process is mediated by molecular motor proteins, kinesin, and dynein. Kinesin is a plus-end-directed molecular motor protein that moves the various cargoes along microtubule tracks. Kinesin 1 is first isolated from squid axoplasm is a dimer of two heavy chains (KHCs, also called KIF5s), each of which is associated with the light chain (KLC). KIF5s interact with many different binding proteins through their carboxyl (C)-terminal tail region, but their binding proteins have yet to be specified. To identify the interacting proteins for KIF5A, we performed the yeast two-hybrid screening and found a specific interaction with Ras-GTPase-activating protein (GAP) Src homology3 (SH3)-domain-binding protein 2 (G3BP2), which is involved in stress granule formation and mRNA-protein (mRNP) localization. G3BP2 bound to the C-terminal 73 amino acids of KIF5A but did not interact with the KIF5B, nor the KIF5C in the yeast two-hybrid assay. The arginine-glycine-glycine (RGG)/Gly-rich region domain of G3BP2 is a minimal binding domain for interaction with KIF5A. However, G3BP1 did not interact with KIF5A. When co-expressed in HEK-293T cells, G3BP2 co-localized with KIF5A and was co-immunoprecipitated with KIF5A. These results indicate that G3BP2, which was originally identified as a Ras-GAP SH3 domain-binding protein, is a protein that interacts with KIF5A.
Microtubule acetylation has been shown to regulate actin filament dynamics by modulating signaling pathways that control actin organization, although the precise mechanisms remain unknown. In this study, we found that the downregulation of microtubule acetylation via the disruption ATAT1 (which encodes α-tubulin N-acetyltransferase 1) inhibited the expression of RhoA, a small GTPase involved in regulating the organization of actin filaments and the formation of stress fibers. Analysis of RHOA promoter and chromatin immunoprecipitation assays revealed that C/EBPβ is a major regulator of RHOA expression. Interestingly, the majority of C/EBPβ in ATAT1 knockout (KO) cells was found in the nucleus as a 27-kDa fragment (referred to as C/EBPβp27) lacking the N-terminus of C/EBPβ. Overexpression of a gene encoding a C/EBPβp27-mimicking protein via an N-terminal deletion in C/EBPβ led to competitive binding with wild-type C/EBPβ at the C/EBPβ binding site in the RHOA promoter, resulting in a significant decrease of RHOA expression. We also found that cathepsin L (CTSL), which is overexpressed in ATAT1 KO cells, is responsible for C/EBPβp27 formation in the nucleus. Treatment with a CTSL inhibitor led to the restoration of RHOA expression by downregulation of C/EBPβp27 and the invasive ability of ATAT1 KO MDA-MB-231 breast cancer cells. Collectively, our findings suggest that the downregulation of microtubule acetylation associated with ATAT1 deficiency suppresses RHOA expression by forming C/EBPβp27 in the nucleus through CTSL. We propose that CTSL and C/EBPβp27 may represent a novel therapeutic target for breast cancer treatment.
Microtubule-associated protein 1B (MAP1B), a member of MAP1 family, plays a key role in neuronal development. MAP1B binds to many kinds of proteins directly or indirectly. This study was performed to investigate whether MAP1B interacts with GAPDH in bovine follicles using immunoprecipitation (IP) with Western blot analysis and immunohistochemisty. The mRNA expressions of MAP1B and glyceraldehydes 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) were down-regulated in bovine follicular cystic follicles (FCF). In parallel with the mRNA levels, their protein levels were also down-regulated in FCFs. In addition, MAP1B and GAPDH were co-localized at the cytoplasm of follicles. IP with Western blot analysis showed that MAP1B bound to GAPDH in normal follicles, but their binding was absent in FCFs, suggesting a low level of MAP1B and/or GAPDH expressions in FCFs. Taken together, these results suggest that MAP1B interacted with GAPDH may play a role in bovine follicle development, and that GAPDH does not function always as a loading control in bovine follicles.
Jang, Won Hee;Kim, Sang-Jin;Jeong, Young Joo;Jun, Hee Jae;Moon, Il Soo;Seog, Dae-Hyun
Journal of Life Science
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v.22
no.12
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pp.1608-1613
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2012
A conventional kinesin, KIF5/Kinesin-I, transports various cargoes along the microtubule through interaction between its light chain subunit and the cargoes. Kinesin light chains (KLCs) interact with many different cargoes using their tetratricopeptide repeat (TPR) domain, but the mechanism underlying recognition and binding of a specific cargo has not yet been completely elucidated. We used the yeast two-hybrid assay to identify proteins that interact with the TPR domain of KLC1. We found an interaction between the TPR domain of KLC1 and an amyloid precursor protein (APP)-binding protein PAT1 (protein interacting with APP tail 1). The yeast two-hybrid assay demonstrated that the TPR domain-containing region of KLC1 mediated binding to the C-terminal tail region of PAT1. PAT1 also bound to KLC2 but not to kinesin heavy chains (KIF5A, KIF5B, and KIF5C) in the yeast two-hybrid assay. These protein-protein interactions were also observed in the glutathione S-transferase (GST) pull-down assay and by co-immunoprecipitation. Anti-PAT1 antibody as well as anti-APP anti-body co-immunoprecipitated KLC and KHCs associated with PAT1 from mouse brain extracts. These results suggest that PAT1 could mediate interactions between Kinesin-I and APP containing vesicles.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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