2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel methods for allosteric activation of receptor subtypes on cell surface
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16H03290
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
清中 茂樹 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90422980)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | アロステリック活性化 / 細胞膜受容体 / ケミカルバイオロジー / サブタイプ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、我々が開発した金属錯体による受容体の人為的な活性化手法に関して、適用拡大を進めている。昨年度は、代謝（GPCR）型グルタミン酸受容体であるmGlu1に対する適用拡大を進めて、人為的な活性化に成功した。本年度はmGlu1に対して相同性の高いmGlu5に対する活性化を検討した。従来は小さな規模の変異体ライラブラリーを作成し、そこから活性化体をスクリーニングしたが、本研究では、mGlu1とmGlu5のアミノ酸相同性に基づき変異体を設計した。相同性に基づくことで、１種類の変異体設計で活性化させることに成功した。これまで、相同性の高いmGlu1とmGlu5を見分けて選択的に活性化される薬剤は知られていない。本手法は、類似する受容体サブタイプを選択的に活性化できる新たなケモジェネティクス法になり得ることが示唆された。
また、本年度は、class c GPCRとは異なり細胞外に明確なリガンド結合部位を有さないclass A GPCRに対する人為的な活性化方法の開発を進めた。class A GPCRはGPCRの中でも最も大きなファミリーを形成するため、汎用的な活性化方法が開発できれば、幅広い応用が期待される。我々は、最近のGPCR構造解析により明らかにされた膜貫通Helix VIの活性化時構造変化に着目し、その構造変化を金属錯体で人為的に制御することを目指した。本年度は、GPCRの中でもX線構造解析情報が豊富なアデノシン受容体A2aサブタイプを選択し、A2a変異体作成および変異体の細胞内評価系の構築を進めた。実際に８種類の変異体の作成に成功し、promiscuous Gタンパク質として知られるGalpha15を用いることで変異体評価系の構築にも成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、我々の人為的な受容体の活性化方法に関して、他の代謝型グルタミン酸受容体ファミリーへの拡張にも成功した。特に類似する受容体に関しては、アミノ酸の相同性のみで適切な変異体を設計できるため、汎用性の高い手法と言える。
また、GPCRに関して広く適用性を示すため、class A GPCRの評価系を構築した。金属錯体の評価は開始した段階であるが、来年度に予定する網羅的なスクリーニングに向けての準備が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
class A GPCRとしてアデノシンA2a受容体を標的としたGPCRの人為的な活性化評価法の検討を進める。また、脳から単離した初代培養細胞においても、本手法の適用を検討する。
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