Elucidating of inhibition mechanism of anti-histamines for the histamine receptor by X-ray crystallography.

• Project/Area Number: 23770123
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: SHIROISHI Mitsunori 九州大学, 薬学研究院, 助教 (00380527)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2012: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2011: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: G蛋白質共役型受容体 / 結晶構造解析 / 機能解析 / 構造解析 / ヒスタミン受容体 / Gタンパク質共役型受容体 / タンパク質工学

Research Abstract

We developed a platform using budding yeast (S. crevisiae) and green fluorescent protein (GFP) for the rapid construction and evaluation of GPCR variants for structural studies. This platform cut the process time in one third. We produced a stable and highly-expressed histamine H1 receptor (H1R) using this platform. We determined the crystal structure of the H1R in complex with doxepin, an inverse agonist antihistamine. The H1R structure provides key information that should aid the development of highly selective antihistamines.

Research Products

• [Journal Article] Strategies for the structural determination of G protein-coupled receptors: from an example of histamine H1 receptor (2013)
  • Author(s): Mitsunori Shiroishi
  • Journal Title: YAKUGAKU ZASSHI Volume: 未定
  • NAID: 130003361947
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure of the human M2 muscarinic acetylcholine receptor bound to an antagonist. (2012)
  • Author(s): Haga K, Kruse AC, Asada H, Yurugi-Kobayashi T, Shiroishi M, Zhang C, Weis WI, Okada T, Kobilka BK, Haga T, Kobayashi T
  • Journal Title: Nature Volume: 482 Pages: 547-551
  • NAID: 120003752107
• [Journal Article] Platform for the rapid construction and evaluation of GPCRs for crystallography in Saccharomyces cerevisiae (2012)
  • Author(s): Shiroishi M*, Tsujimoto H, Makyio H, Asada H, Yurugi-Kobayashi T, Shimamura T, Murata T, Nomura N, Haga T, Iwata S* Kobayashi T*
  • Journal Title: Microb Cell Fact. Volume: 11 Pages: 78-78
• [Journal Article] Platform for the rapid construction and evaluation of GPCRs for crystallography in Saccharoroyces cerevisiae. (2012)
  • Author(s): Shiroishi M., et al.
  • Journal Title: Micorb, Cell Fact. Volume: 11 Issue: 1 Pages: 78-78
  • DOI: 10.1186/1475-2859-11-78
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Production of the stable human histamine H1 receptor in Pichia pastoris for structural determination (2011)
  • Author(s): Shiroishi M, Kobayashi T, Ogasawara S, Tsujimoto H, Ikeda-Suno C, Iwata S, Shimamura T.
  • Journal Title: Methods Volume: 55 Pages: 281-286
• [Journal Article] Crystal structure-based virtual screening for fragment-like ligands of the human histamine H(1) receptor. (2011)
  • Author(s): de Graaf C, Kooistra AJ, Vischer HF, Katritch V, Kuijer M, Shiroishi M, Iwata S, Shimamura T, Stevens RC, de Esch IJ, Leurs R.
  • Journal Title: J Med Chem. Volume: 54 Pages: 8195-8206
• [Journal Article] Molecular Basis for Herpesvirus Entry Mediator Recognition by the Human Immune Inhibitory Receptor CD160 and Its Relationship to the Cosignaling Molecules BTLA and LIGHT. (2011)
  • Author(s): Kojima R, Kajikawa M, Shiroishi M, Kuroki K, Maenaka K.
  • Journal Title: J Mol Biol. Volume: 413 Pages: 762-772
  • NAID: 120003660598
• [Journal Article] Structure of the human histamine H(1) receptor complex with doxepin. (2011)
  • Author(s): Shimamura T*, Shiroishi M*, Weyand S, Tsujimoto H, Winter G, Katritch V, Abagyan R, Cherezov V, Liu W, Han GW, Kobayashi T, Stevens RC, Iwata S.
  • Journal Title: Nature Volume: 475 Pages: 65-70
  • NAID: 120004225543
• [Journal Article] Cloning, expression and purification of the anion exchanger 1 homologue from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium. (2011)
  • Author(s): Tokuda N, Igarashi K, Shimamura T, Yurugi-Kobayashi T, Shiroishi M, Ito K, Sugawara T, Asada H, Murata T, Nomura N, Iwata S, Kobayashi T.
  • Journal Title: Protein Expr Purif. Volume: 79 Pages: 81-87
  • NAID: 120003255719
• [Journal Article] Evaluation of the Pichia pastoris expression system for the production of GPCRs for structural analysis. (2011)
  • Author(s): Asada H, Uemura T, Yurugi-Kobayashi T, Shiroishi M, Shimamura T, Tsujimoto H, Ito K, Sugawara T, Nakane T, Nomura N, Murata T, Haga T, Iwata S, Kobayashi T.
  • Journal Title: Microb Cell Fact. Pages: 10-24
• [Journal Article] Production of the stable human histamine H1 receptor in Pichia pastoris for structural determination. (2011)
  • Author(s): Shiroishi M, Kobayashi T, Ogasawara S, Tsujimoto H, Ikeda-Suno C, Iwata S, Shimamura T.
  • Journal Title: Methods Volume: 55 Pages: 281-286
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal structure-based virtual screening for fragment-like ligands of the human histamine H(1) receptor. (2011)
  • Author(s): de Graaf C, Kooistra AJ, Vischer HF, Katritch V, Kuijer M, Shiroishi M, Iwata S, Shimamura T, Stevens RC, de Esch IJ, Leurs R.
  • Journal Title: J. Med. Chem. Volume: 54 Pages: 8195-8206
  • Peer Reviewed
• [Presentation] GPCRの構造研究に向けた迅速な改変体作製プラットフォーム (2013)
  • Author(s): 白石充典
  • Organizer: 第3回 産と学をつなぐSENRIの会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンタービル
  • Invited
• [Presentation] ヒスタミンH1受容体の結晶構造解析 (2012)
  • Author(s): 白石充典,島村達郎,辻本浩一,浅田秀基,小林(万木)貴美,小林拓也,岩田想
  • Organizer: 平成24年度日本生化学会九州支部例会
  • Year and Date: 2012-05-27
• [Presentation] GPCRの立体構造解析に向けた戦略:ヒスタミンH1受容体を例に (2012)
  • Author(s): 白石充典,島村達郎,辻本浩一,浅田秀基,小林(万木)貴美,小林拓也,岩田想
  • Organizer: 日本薬学会第132 年会
  • Year and Date: 2012-03-29
• [Presentation] ヒスタミンH1受容体の結晶構造解析 (2012)
  • Author(s): 白石充典、島村達郎、辻本浩一、浅田秀基、小林（万木）貴美、小林拓也、岩田想
  • Organizer: 平成24年度日本生化学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 福岡大学（福岡市）
• [Presentation] GPCRの構造研究に向けた高発現・安定化改変体作製プラットフォーム (2012)
  • Author(s): 白石充典、島村達郎、浅田秀基、小林拓也、岩田想
  • Organizer: BIA Symposium 2012
  • Place of Presentation: 明治記念館（東京）
  • Invited
• [Presentation] GPCRの立体構造解明に向けた戦略：ヒスタミンH1受容体を例に (2012)
  • Author(s): 白石充典、島村達郎、辻本浩一、浅田秀基、小林（万木）貴美、小林拓也、岩田想
  • Organizer: 日本薬学会第132年会(招待講演)
  • Place of Presentation: 札幌市
• [Presentation] ヒト由来ヒスタミンH1受容体の結晶構造解析 (2011)
  • Author(s): 白石充典
  • Organizer: 第21回WSフォーラム
  • Year and Date: 2011-11-19
• [Presentation] GPCRの構造解析に向けた安定化改変体の作製・評価系の確立 (2011)
  • Author(s): 白石充典,辻本浩一,浅田秀基,島村達郎,小林(万木)貴美,小林拓也,岩田想
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Year and Date: 2011-09-24
• [Presentation] ヒトP2X4受容体細胞外ドメインを認識するモノクローナル抗体の作製 (2011)
  • Author(s): 望月志保,白石充典,阿部義人,津田誠,井上和秀,植田正
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Year and Date: 2011-09-22
• [Presentation] 立体構造解析を目指した膜蛋白質改変体作製プラットフォーム (2011)
  • Author(s): 白石充典,辻本浩一,浅田秀基,島村達郎,小林(万木)貴美,小林拓也,岩田想
  • Organizer: 日本化学会東北支部 平成23年度化学系学協会東北大会
  • Year and Date: 2011-09-17
• [Presentation] GPCRの構造研究に向けた高発現・安定化改変体作製プラットフォーム (2011)
  • Author(s): 白石充典,島村達郎,辻本浩一,浅田秀基,小林(万木)貴美,小林拓也,岩田想
  • Organizer: 第11回日本蛋白質科学会
  • Year and Date: 2011-06-08
• [Presentation] GPCR の構造研究に向けた高発現改変体作製プラットフォームの確立 (2011)
  • Author(s): 白石充典,島村達郎,浅田秀基,小林(万木)貴美,小林拓也,岩田想
  • Organizer: 平成23年度日本生化学会九州支部例会
  • Year and Date: 2011-05-22
• [Presentation] GPCRの構造研究に向けた高発現改変体作製プラットフォームの確立 (2011)
  • Author(s): 白石充典、島村達郎、浅田秀基、小林（万木）貴美、小林拓也、岩田想
  • Organizer: 平成23年度日本生化学会九州支部会
  • Place of Presentation: 福岡県久留米市
• [Presentation] GPCRの構造研究に向けた高発現・安定化改変体作製プラットフォーム (2011)
  • Author(s): 白石充典、島村達郎、辻本浩一、浅田秀基、小林（万木）貴美、小林拓也、岩田想
  • Organizer: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 大阪府吹田市
• [Presentation] 立体構造解析を目指した膜蛋白質改変体作製プラットフォーム (2011)
  • Author(s): 白石充典、島村達郎、辻本浩一、浅田秀基、小林（万木）貴美、小林拓也、岩田想
  • Organizer: 日本化学会東北支部 平成23年度化学系学協会東北大会(招待講演)
  • Place of Presentation: 仙台市
• [Presentation] GPCRの構造研究に向けた安定化改変体の作製・評価系の確立 (2011)
  • Author(s): 白石充典、島村達郎、辻本浩一、浅田秀基、小林（万木）貴美、小林拓也、岩田想
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都市
• [Presentation] ヒト由来ヒスタミンH1受容体の結晶構造解析 (2011)
  • Author(s): 白石充典
  • Organizer: 第21回WSフォーラム(招待講演)
  • Place of Presentation: 福岡市
• [Remarks]
  • URL: http://meneki.phar.kyushu-u.ac.jp/Protein/TOP.html