ヒトGPCRであるドパミンD2受容体のX線結晶構造解析

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K18376
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 林 到ヒョン 京都大学, 医学研究科, 特定研究員 (50721883)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: Gタンパク質共役受容体 / GPCR / X線結晶構造解析 / 膜タンパク質

Outline of Annual Research Achievements

平成29年度に予定されている研究計画では、前年度の研究で取得したDRD2-Fab複合体の結晶を用いて回折実験を行い、標的タンパク質の構造を決定することであった。実験室系のX線発生装置(Rigaku R-axis IV++)を用いてその結晶がタンパク質の結晶であることを確認した後、大型放射光施設(SPring-8)のマイクロフォーカスビーム(BL32XU)及びX線自由電子レーザー(XFEL)施設(SACLA)で回折像の評価を行った。初回に生産した結晶は、タンパク質の回折データを得たものの、結晶のサイズや数に制限があったため、構造解析ができる十分な回折データを得ることができなかった。再び行った結晶化条件の最適化により良質な結晶を大量に生産することができ、受容体の構造解析に成功した。まずは、構造中にリガンドが含まれていない状態(リガンドフリー構造)で構造を決定し、その後リガンドの種類の検討・精製・結晶化を新たに行うことによりリガンド結合型の構造も決定することができた。

Research Products

• [Journal Article] Crystal Structures of Human Orexin 2 Receptor Bound to the Subtype-Selective Antagonist EMPA (2018)
  • Author(s): Ryoji Suno, Dohyun Im, So Iwata, Tatsuro Shimamura, and Takuya Kobayashi等
  • Journal Title: Structure Volume: 26 Pages: 7-19
  • DOI: 10.1016/j.str.2017.11.005
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Ligand complex structures of L-amino acid oxidase/ monooxygenase from Pseudomonas sp. AIU 813 and its conformational change (2018)
  • Author(s): Dohyun Im, Daisuke Matsui, Takatoshi Arakawa, Kimiyasu Isobe, Yasuhisa Asano and Shinya Fushinobu
  • Journal Title: FEBS Open Bio Volume: 8 Pages: 314-324
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12387
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Structural insights into antipsychotics binding modes in dopamine D2-class receptors (2018)
  • Author(s): Dohyun Im, Yasuaki Yamanaka, Takaaki Fujiwara, Takanori Nakane, Tomoko Uemura, Chihiro Mori, Kanako Kimura, Eriko Nango, Kunio Hirata, Keitaro Yamashita, So Iwata and Tatsuro Shimamura
  • Organizer: Keystone Symposia: GPCR Structure and Function - Taking GPCR Drug Development and Discovery to the Next Level (Santa Fe, USA)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A first novel GPCR structure determined at SACLA (2017)
  • Author(s): Dohyun Im, Tatsuro Shimamura, So Iwata
  • Organizer: 2017 International Symposium on Frontiers in structural biology for Drug Development (Pohang, Korea)
  • Int'l Joint Research / Invited