RAS相关的GTP结合蛋白A

使用小鼠 Raga 筛选胎儿大脑 cDNA 文库，然后是 RACE，Schurmann 等人（1995）克隆了人类 RAGA。推断的 313 个氨基酸蛋白质与 RAS（HRAS; 190020 ）具有相似性，并包含磷酸盐/镁结合基序 PM1、PM2 和 PM3，以及鸟嘌呤核苷酸结合基序 G1。另一个鸟嘌呤核苷酸结合基序 G2 与所有其他 RAS 同源物中发现的基序明显不同。C-末端结构域包含一个假定的跨膜区。大鼠组织的Northern印迹分析检测到肾上腺中的最高表达。

在 HeLa 细胞 cDNA 文库的酵母 2 杂交筛选中使用腺病毒 E3-14.7K 蛋白，Li 等人（1997）克隆了 RRAGA，他们称之为 FIP1。他们注意到该蛋白质包含 2 个假定的肉豆蔻酰化位点、几个假定的磷酸化位点和 2 个与细菌金属蛋白酶同源的结构域。在转染的小鼠成纤维细胞中，FIP1 与腺病毒 E3-4.7K 共定位于细胞质中，特别是在核膜附近和质膜上或附近的离散病灶；FIP1 也在细胞核中没有 E3-4.7K 定位。Northern印迹分析在所有检查的人体组织中检测到FIP1，在骨骼肌中表达最高。

▼ 基因功能

舒尔曼等人（1995）发现重组 RAGA 与 GTP 的不可水解类似物结合，但它缺乏内在的 GTP 酶活性。

Li 等人使用重组蛋白的蛋白质下拉试验（1997）证实了 FIP1 和腺病毒 E3-14.7K 之间的相互作用。突变分析揭示了相互作用所需的 FIP1 的 N 端和 C 端结构域。在人类胚胎肾细胞中，具有抗病毒活性的促炎细胞因子TNF-α（TNF; 191160 ）促进了 FIP1 与磷蛋白的瞬时结合。在小鼠成纤维细胞中，反义 FIP1 RNA 抑制 TNF-α 诱导的细胞溶解。

多蛋白 mTORC1 蛋白激酶复合物（见601231）是响应胰岛素、能量水平和氨基酸而促进生长的通路的核心成分，并且在常见癌症中失调。桑卡克等人（2008）发现 Rag 蛋白是 4 个相关的小鸟苷三磷酸酶（GTPases）家族（RAGA、RAGB（ 300725 ）、RAGC（ 608267 ）和 RAGD（ 608268 ）））以氨基酸敏感的方式与 mTORC1 相互作用，并且是氨基酸激活 mTORC1 途径所必需的。与三磷酸鸟苷组成性结合的 Rag 突变体与 mTORC1 发生强烈相互作用，其在细胞内的表达使 mTORC1 通路对氨基酸剥夺具有抗性。相反，鸟苷二磷酸结合 Rag 突变体的表达阻止了氨基酸对 mTORC1 的刺激。桑卡克等人（2008）得出结论，Rag 蛋白不直接刺激 mTORC1 的激酶活性，但与氨基酸一样，促进 mTOR 在细胞内定位到一个也包含其激活剂 RHEB（ 601293 ）的隔室。

Bar-Peled 等人（2013）确定八聚体 GATOR（GTP 酶激活蛋白（GAP）对 RAG 的活性）复合物是向 mTORC1 发出氨基酸充足性信号的途径的关键调节剂。GATOR 由 2 个子复合体 GATOR1 和 GATOR2 组成。GATOR1 亚基 DEPDC5（ 614191 ）、NPRL2（ 607072 ）和 NPRL3（ 600928 ）的抑制使 mTORC1 信号传导对氨基酸剥夺具有抗性。相反，抑制 GATOR2 亚基 MIOS（ 615359 ）、WDR24、WDR59（ 617418 ）、SEH1L（ 609263 ）和 SEC13（ 600152）抑制 mTORC1 信号，上位性分析显示 GATOR2 负调节 DEPDC5。GATOR1 对 RAGA 和 RAGB 具有 GAP 活性，其成分在人类癌症中发生突变。在具有 GATOR1 失活突变的癌细胞中，mTORC1 过度活跃且对氨基酸饥饿不敏感，并且此类细胞对 mTORC1 抑制剂雷帕霉素过敏。因此，Bar-Peled 等人（2013）得出结论，他们已经确定了 RAG GTP 酶的一个关键负调节因子，并揭示，与其他 mTORC1 调节因子一样，RAG 功能可以在癌症中解除调节。

使用敲低 HEK293 细胞和敲除小鼠胚胎成纤维细胞，Jewell 等人（2015）发现亮氨酸激活溶酶体 mTORC1 需要功能性 RAGA 和 RAGB。相反，ARF1（ 103180 ）是谷氨酰胺激活溶酶体 mTORC1 所必需的。

邓等人（2015）报道 UBC13（UBE2N; 603679 ）作为 E2 泛素结合酶发挥作用，而 RNF152（ 616512 ）作为 E3 泛素连接酶发挥作用，用于 HEK293T 细胞中 RAGA 的多泛素化。RAGA 中至少有 4 个赖氨酸受到 lys63 连接的多聚泛素链的 RNF152 依赖性附着。这种多泛素化不会导致 RAGA 降解，但它促进了 RAGA 与 GATOR1 的相互作用，GATOR1 使 RAGA 保持在非活动的 GDP 结合形式，从而使 MTORC1 失活。邓等人（2015）确定 DUB3（USP17L2; 610186 ）是主要的去泛素化酶，可从 RAGA 中去除泛素链。

▼ 生化特征

低温电子显微镜

沉等人（2018）使用冷冻电子显微镜来解决 GATOR1 和 GATOR1-Rag GTPase 复合物的结构。GATOR1采用中间空腔的扩展架构；NPRL2（ 607072 ）连接 DEPDC5（ 614191 ）和 NPRL3（ 600928 ），DEPDC5 接触 Rag GTPase 异二聚体。生化分析表明，这种 GATOR1-Rag GTPases 结构是抑制性的，并且 Rag GTPases 和 GATOR1 之间必须存在至少 2 种结合模式。DEPDC5 与 RAGA 的直接相互作用抑制 GATOR1 介导的 RAGA 对 GTP 水解的刺激，而 NPRL2-NPRL3 异二聚体和 RAGA 之间较弱的相互作用执行 GAP 活性。

▼ 测绘

Hartz（2015）根据 RRAGA 序列（GenBank X90529 ）与基因组序列（GRCh38）的比对，将 RRAGA 基因对应到染色体 9p22.1。

▼ 动物模型

Efeyan 等人（2013 年）从其内源性启动子生成了表达组成型活性形式的 RagA，RagA（GTP）的敲入小鼠。RagA（GTP/GTP）纯合小鼠发育正常，但未能在出生后第 1 天存活。当通过剖宫产分娩时，禁食的 RagA（GTP/GTP）新生儿死亡速度几乎是野生型同窝小鼠的两倍。野生型新生儿出生后一小时内强烈抑制 mTORC1（ 601231），这与严重的低血糖症和血浆氨基酸浓度的降低相吻合。相反，mTORC1 抑制不会发生在 RagA（GTP/GTP）新生儿中，尽管血液营养量同样减少。长时间禁食后，野生型新生儿恢复其血浆葡萄糖浓度，但尽管以更快的速度使用糖原，但 RagA（GTP/GTP）小鼠仍处于低血糖状态直至死亡。葡萄糖稳态缺陷与禁食的 RagA（GTP/GTP）新生儿无法触发自噬和产生用于从头葡萄糖生产的氨基酸有关。因为严重的低血糖不会抑制 RagA（GTP/GTP）新生儿的 mTORC1，Efeyan 等人（2013）考虑了 Rag 通路向 mTORC1 发出葡萄糖和氨基酸充足性信号的可能性。事实上，mTORC1 对 RagA（GTP/GTP）成纤维细胞中的葡萄糖剥夺具有抗性，并且葡萄糖与氨基酸一样，控制其向溶酶体表面的募集，即 mTORC1 激活的位点。因此，Rag GTPase 向 mTORC1 发出葡萄糖和氨基酸浓度的信号，并且在新生儿自噬诱导以及营养稳态和活力方面具有意想不到的关键作用。