2022 Fiscal Year Annual Research Report
血管収縮を調節するペプチドホルモン受容体の活性化機構の解明
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20H03210
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
土井 知子 京都大学, 理学研究科, 准教授 (00397580)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ペプチドGPCR / シグナル伝達 / 三量体Gタンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、血管収縮因子エンドセリン（ET）によるエンドセリンB型受容体(ETBR)に対する作用機構を解明して、作動薬の必要条件を明らかにすることを目的とした。このために、ET-1結合ETBR-Gi複合体の精製、低温電子顕微鏡を用いる単粒子構造解析を行って、3.2Å分解能の複合体構造モデルを得ることに成功し、完全活性型ETBRの構造並びにGiとの相互作用を検討した。三量体G proteinには、野生型Giと4残基のドミナントネガティブ(DN)変異をアルファサブユニットに導入したDNGiを用いた複合体の解析を行い、両者の構造がほぼ同様であることを確認した。
解析できたETBR-Gi複合体構造から、ETBRにおいては、ET-1との相互作用は結晶構造で観察されたものとほぼ同等であったが、Giによって安定化された活性型ETBRでは、ET-1結合によって保存されたVPFモチーフの再配置、TM3の移動、TM5の回転し、TM6の細胞質側の外側への大きなシフトなどが観察され、典型的なクラスA型GPCRの活性構造に近いことが判明した。一方、G protein側は、アルファサブユニットのC末ヘリックスH5がETBRとの主要な作用部位であり、TM6の外側へのシフトによって生じたポケットに入り込み、H5のC末端に生じる負の双極子とTM8のN末近傍の正の双極子間で静電相互作用をしていた。また、アルファサブユニットC末で保存されている2残基のLeuは、TM5,TM6.TM7などで形成される疎水ポケットと相互作用しており、異なるアルファサブユニットとも相互作用できる共通の部位であることが示唆され、ETBRのpromiscuous couplingの分子基盤になっていると考えられた。さらに、変異体のG protein活性化能を検討して、これらの相互作用が活性発現に重要であることを合わせて確認した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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