嗜好味受容体におけるリガンド選択性・感受性を決定する因子の構造活性相関による同定

• Project/Area Number: 23K23549
• Project/Area Number (Other): 22H02282 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38050:Food sciences-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 三坂 巧 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (40373196)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000); Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 食品 / 食品機能 / 嗜好性 / 味覚受容体

Outline of Research at the Start

近年同定された味覚受容体の機能解析研究の成果により、味物質受容における詳細な分子メカニズムが明らかになってきた。本研究では、嗜好味受容体におけるリガンド選択性・感受性に、受容体内部のどの部分が関与しているのかを、構造活性相関解析によって実験的に明らかにすることを目的としている。得られた研究成果により高感度型受容体の創出ができれば、食品を対象とした新たな呈味測定法の技術展開に発展することが期待できる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、嗜好味受容体におけるリガンド選択性・感受性に、受容体内部のどの部分が関与しているのか、またどういった構造的基盤から発生するのかを実験的に明らかにすることを目的とする。様々な生物由来の味覚受容体に点変異を導入した変異体の機能解析を実施することで、受容体のリガンド選択性・感受性に関する構造活性相関解析を実施する。
今年度は受容体のリガンド感受性に関わる因子の同定のために、ヒトよりも感度の高い味覚受容体を対象にした解析を実施した。具体的には、アミノ酸に対する感度が高いことが知られているメダカ・ゼブラフィッシュの味覚受容体について、各アミノ酸への応答感度の網羅的解析を実施するとともに、高感度である要因について探索を実施した。
メダカ・ゼブラフィッシュの味覚受容体について安定発現細胞を構築し、応答測定法について種々の条件検討を行った。その結果、受容体発現細胞をアッセイバッファーで洗浄後、27℃で４時間インキュベーションすることによって、リガンドに対する応答強度が顕著に強まることを見出した。この理由として、これらの受容体がアミノ酸に対する感度が極めて高く、培養細胞の培地中に含有されるアミノ酸類によって常時、刺激を受けていることが要因として推測された。アッセイバッファーで洗浄することで培地中のアミノ酸が除去され、それが脱感作を解除するということが、活性上昇をもたらす主要因であると結論づけられた。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

アミノ酸に対する感度が高いことが知られているメダカ・ゼブラフィッシュの味覚受容体を解析対象にすることで、感度上昇を導く応答測定法についてのノウハウが新たに獲得できた。これによって、より正確な感度測定が可能になるなど、波及効果も大きいことも判明している。

Strategy for Future Research Activity

過去2年、嗜好味受容体におけるリガンド選択性・感受性に関わる構造的特徴や、応答測定法のノウハウの蓄積など、新たな知見が得られている。当初計画に基づき、研究を進行していく。

Research Products

• [Journal Article] Allosteric modulation of the fish taste receptor type 1 (T1R) family by the extracellular chloride ion (2023)
  • Author(s): Goda Ryusei、Watanabe Soichi、Misaka Takumi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Issue: 1 Pages: 16348-16348
  • DOI: 10.1038/s41598-023-43700-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Modeling the structure of the transmembrane domain of T1R3, a subunit of the sweet taste receptor, with neohesperidin dihydrochalcone using molecular dynamics simulation (2023)
  • Author(s): Nakagita Tomoya、Matsuya Takumi、Narukawa Masataka、Kobayashi Takuya、Hirokawa Takatsugu、Misaka Takumi
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry Volume: 87 Issue: 12 Pages: 1470-1477
  • DOI: 10.1093/bbb/zbad133
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Zebrafish and medaka T1R (taste receptor type 1) proteins mediate highly sensitive recognition of L-proline (2023)
  • Author(s): Goda, R., Watanabe, S., and Misaka, T.
  • Journal Title: FEBS Open Bio Volume: 13 Issue: 3 Pages: 468-477
  • DOI: 10.1002/2211-5463.13558
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 高甘味度甘味料の後口に感じられる苦味の客観的強度評価法の改良 (2024)
  • Author(s): 齋藤 美優、三坂 巧
  • Organizer: 日本農芸化学会2024年度大会
• [Presentation] 甘味受容体阻害剤が示すうま味受容体阻害活性の検討 (2024)
  • Author(s): 川﨑 舞子、木寺 優太、三坂 巧
  • Organizer: 日本農芸化学会2024年度大会
• [Presentation] 甘味阻害剤前処理によるヒト甘味受容体発現細胞の細胞応答上昇のメカニズム解析 (2023)
  • Author(s): 荻田 健太郎、三坂 巧
  • Organizer: 日本農芸化学会2023年度大会
• [Presentation] L-アミノ酸に高感度で応答する魚類味覚受容体の探索 (2023)
  • Author(s): 郷田 竜生、渡邊 壮一、三坂 巧
  • Organizer: 日本農芸化学会2023年度大会
• [Remarks] 塩化物イオンによる味覚受容体感度調節機構の発見
  • URL: https://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/topics_20231004-1.html
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/biofunc/index.html
• [Remarks] 東京大学農学部 教員カタログ（教員紹介ページ）
  • URL: https://www.a.u-tokyo.ac.jp/profile/prof-6424734684