2023 Fiscal Year Annual Research Report

GCase受容体の構造生物学ーリガンドの認識機構と結合シグナルの分子内伝達機構

Research Project

Project/Area Number	21K06044
Research Institution	University of Shizuoka
Principal Investigator	児玉昌美静岡県立大学, 薬学部, 助教 (30512248)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小川治夫京都大学, 薬学研究科, 准教授 (40292726)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	グアニル酸シクラーゼ受容体 / ナトリウム利尿ペプチド
Outline of Annual Research Achievements	最終年度にあたる今年度は、これまでの研究成果の公表に力を入れ、血圧・体液バランスの維持に不可欠なGC-A受容体のLBドメインとナトリウム利尿ペプチドの１つであるANP複合体のX線結晶解析の結果を著作論文として発表した(FEBS J. (2024) 291:2273-2286.)。この論文においては、野生型ANPのみならず変異型ANPとGC-A受容体のLBドメインの複合体の構造についても高分解能で解析し、アミノ酸配列の上では規則性が見当たらない1分子のANPが、「点対称」に向き合った2分子のGC-A受容体に結合する際、「擬似的に点対称」の形をとることを世界で初めて明らかにした。またDNP（ヘビ毒由来のナトリウム利尿ペプチド様ペプチド）とGC-A受容体のLBドメインの複合体の構造解析から、DNPがANPより強固に結合する構造学的基盤を明らかにした。これらの結果は、心不全のための新規創薬に大いに役立つことが期待できる。また研究においても大いに進展があった。GC-A受容体LBドメインにはANP（およびBNP）が、GC-B受容体LBドメインにはCNPが結合する。互いに高度な類似性を持つ受容体と基質だが、それぞれの受容体は的確に自身の基質を識別し結合する。この識別機構を明らかにするためには、GC-B受容体のLBドメインとCNPの複合体の構造解析が必須になるが、GC-B受容体LBドメインは糖鎖修飾を受けるため、X線結晶解析に必要な結晶の作成が困難であった。そこでGC-A受容体LBドメインとANPの複合体については、Cryo-EM単粒子解析によって立体構造の決定に成功した。現在モデリングと構造精密化を行っている最中であるが、今回、Cryo-EM単粒子解析による立体構造の決定が可能になったことで、更なる困難が予想されるGC-A受容体全体とANPの複合体の構造解析に向けても一層の弾みがついた。