2020 Fiscal Year Annual Research Report
Structural analysis of NTSR1-G-protein complexes
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19H03163
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
加藤 英明 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (80805961)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | クライオ電子顕微鏡 / GPCR / ニューロテンシン受容体 / Gタンパク質 / アレスチン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
既に前年度までの研究において、研究計画の主目的の一つである「ニューロテンシン受容体（NTSR1）とGi1複合体のクライオ電子顕微鏡構造解析」と「NTSR1とアレスチン2複合体のクライオ電子顕微鏡構造解析」について、その立体構造を3.0オングストローム、4.2オングストロームという高分解能で決定し、NTSR1によるGi1タンパク質の認識機構や活性化機構、アレスチン2の認識機構や活性化機構の一端を明らかにすることに成功している。それらの結果をまとめ、学術誌Natureに2報の論文を発表するに至っている。
その上で、NTSR1によるGタンパク質選択性やpromisquityの構造基盤に迫るため、「NTSR1とGq複合体のクライオ電子顕微鏡構造解析」に着手し、発現コンストラクトの最適化や複合体調製の条件検討などの結果、現在までに良好な複合体を調製し、6-7オングストローム分解能の予備的なcryoEMマップを得ることに成功している。
さらに、既に得られているNTSR1-Gi1複合体、NTSR1-アレスチン2複合体の構造情報に基づき、in silicoでのvirtual screeningを行うことで、「アレスチン2の結合は阻害しないが、Gi1タンパク質の結合は阻害するようなバイアストアロステリックモジュレーター」の探索を行なっている。現在までにスコアの高い30のヒット化合物を得ることに成功しており、細胞を用いたアッセー系によって、同化合物が実際にGi1タンパク質シグナルを阻害するかの実験的検証を行なっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
NTSR1とGi1複合体のクライオ電子顕微鏡構造、NTSR1とアレスチン2複合体のクライオ電子顕微鏡を解明することに成功し、それぞれの成果を学術誌Natureのarticleに2報発表しており、さらにはNTSR1とGq複合体についても予備的なマップを得るに至っている。加えて、得られた構造情報に基づくin silico解析によって、Gタンパク質の結合のみ阻害するようなバイアス化合物候補も同定することに成功しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
既に予備的なcryoEMマップが得られているNTSR1-Gq複合体について、分解能の向上を目指し、NTSR1によるGq認識と活性化メカニズムの詳細を明らかにする。さらにはNTSR1-Gq複合体を、既に得られているNTSR1-Gi1複合体と比較することで、NTSR1の持つpromisquityの構造基盤に迫る。また、in silico解析により得られたアレスチンのバイアス化合物候補についても、実験的な検証を進める。
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