Structural analysis of G protein/Arrestin-GPCR complex for development of biased ligands

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03428
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: SUNO Ryoji 関西医科大学, 医学部, 准教授 (60447521)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斉藤 毅 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 准教授 (80609933)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: GPCR / クライオ電子顕微鏡単粒子解析 / シグナル伝達 / SBDD / 膜タンパク質

Outline of Final Research Achievements

Among several types of G proteins, we select the conditions that form the most stable complexes with OX2R and EP3, respectively, and have found stable complex conditions for the EP3-Gi and Go,G13 complexes and the OX2R-Gi/o complex, and for EP3-Gi, the structure was determined at 3.4 A resolution by Cryo-EM SPA The structure of EP3-Gi was determined at 3.4 A resolution by Cryo-EM SPA. Our group has also determined the complex structure with another subtype of EP4-G protein and published a paper discussing the structural basis of G-protein selectivity of prostaglandin receptors based on different G-protein types with pharmacological analysis (Suno R., Cell Reports, 2022).

Free Research Field

構造生物学、医化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Gタンパク質共役受容体（GPCR）は創薬ターゲットとして知られており、その構造情報は副作用のない薬剤の合理的な開発に有用な情報となる。一つのGPCRに対してGタンパク質やアレスチンなどのシグナル伝達因子を活性化することで生体内に異なるシグナルを伝達する。これらを制御することで目的の薬剤効果を発揮し、副作用を軽減することが期待される。本研究では異なるGタンパク質を活性化する2種のプロスタグランジン受容体の構造を決定し、これらのシグナル伝達の選択性に重要なアミノ酸を発見した。この研究技術は構造情報の有用性を示しており、他のGPCRにも応用できる。