2015 Fiscal Year Research-status Report
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26460307
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
立山 充博 生理学研究所, 分子細胞生理研究領域, 准教授 (30276472)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Gタンパク質共役型受容体 / 膜電位依存性 / 構造変化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はGq共役型受容体の膜電位依存性の解明を目的としている。そのためには、異なる膜電位に保持した状態での受容体の機能解析が必要となる。研究計画に記載した方法では、受容体機能の解析が十分に出来なかったため、新たな解析系を模索していたところ、2ポアカリウムチャネルの一種であるKCNK13チャネルがGq共役型受容体により活性化されることを見出した。そこで、複数のGq共役型受容体によるKCNK13チャネル電流増加作用について解析を行った。
電位依存性が確認されているムスカリン性アセチルコリン受容体M1Rでは、膜電位を0 mVに保持したときの方が -80 mVに保持したときより作用薬に対する高い感受性を示した。一方、アドレナリン受容体alpha1B-ARやセロトニン受容体5-HT2ARでは、膜電位に依存した作用薬感受性の変化はみられなかった。さらに、代謝型プリン受容体であるヒトP2Y1Rを試したところ、この受容体が脱分極時の方が過分極時より作用薬であるADPbSに対する感受性が高いことを見出した。この電位依存性は、マウスP2Y1Rでも見られ、ATPや2MeSADPを作用薬としても用いても再現された。以上により、膜電位依存性を示すGq共役型受容体を明らかにすることが出来た。
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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
Gq共役型受容体によるKCNK13チャネル電流増加作用を調べることで、受容体の膜電位依存性を解析できることを見出し、研究を進展させることが出来た。M1Rの電位依存性を確認するとともに、他の受容体も調べ、P2Y1Rが膜電位依存性を持つことを明らかにした。P2Y1Rについては、巨赤芽球でのカルシウムイメージングから脱分極時に作用薬に対する感受性が高くなるとの知見が得られていたが、今回、作用薬の濃度と作用の関係を詳細に解析することでP2Y1Rの電位依存性を明らかにできたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
神経伝達物質やホルモンに対する感受性が細胞の興奮状態（膜電位）により異なるという性質は、生理学的にも重要な意味を持つ。また、薬剤の作用が膜電位により変化するということは、興奮性の高い細胞に効きやすい、あるいは、効きにくいという状況が予想されるため、薬理学的にも重要な問題である。そこで、P2Y1Rを中心に電位依存性の構造基盤を解明する研究を進めたいと考えている。また、他のGq共役型受容体の膜電位依存性についての解析も行い、電位依存性を示す受容体と電位依存性のない受容体の比較などから、Gq共役型受容体に共通する電位依存性の構造基盤について検討を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
Gq共役型受容体の機能解析法として、当初計画していた系を用いることが出来ず、解析系を変えたため、予定より支出が少なくなった。受容体の作用薬も生体内の生理活性物質や、これまで使用していた試薬を用いたことも、支出が予定より抑えられた理由である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
電位依存性に関与する構造基盤についての解析を進めるために、多くの変異体の作成を予定している。変異体作成に必要なプライマーや酵素などの購入に使用を予定している。また、代謝型プリン受容体について、異なる種類の作用薬を用いて電位依存性を調べ、作用薬により電位依存性に差があるかどうかについても検討したい。そこで、試薬の購入にも予算を使用する予定である。
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