2016 Fiscal Year Annual Research Report
リポクオリティ依存的なGPCRのシグナル伝達の構造生物学的解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Quality of lipids in biological systems |
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| Project/Area Number |
16H01353
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
幸福 裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特任助教 (80737940)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 脂質 / 膜タンパク質 / 構造生物学 / 核磁気共鳴法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請時における予備的な実験により、Gタンパク質共役型受容体の一種であるアデノシンA2A受容体について、ドコサヘキサエン酸をアシル鎖に含むリン脂質中で、Gタンパク質シグナル伝達活性が増大することを見出していた。本研究では、まずアラキドン酸とドコサヘキサエン酸をアシル鎖に含むリン脂質中で、シグナル伝達活性を比較した。その結果、アデノシンA2A受容体のシグナル伝達活性増大は、ドコサヘキサエン酸に特異的に生じることがわかった。
アデノシンA2A受容体を、メタノール資化性酵母を用いてメチオニンメチル基を選択的に安定同位体標識した上で、ナノディスクの脂質二重膜に再構成し、核磁気共鳴（NMR）法を用いて観測をおこなった。その結果、アデノシンA2A受容体のメチオニンメチル基に由来するNMRシグナルを観測することに成功した。さらに、様々な部位にメチオニンを変異により導入した上で、同様のNMR解析をおこなうことにより、アデノシンA2A受容体の様々な部位の構造変化を検出するプローブを確立した。このように調製したアデノシンA2A受容体について、アラキドン酸とドコサヘキサエン酸をアシル鎖に含むリン脂質中で、NMR解析をおこなった。その結果、細胞内領域のメチオニンのメチル基に由来するNMRシグナルの化学シフトが、両者で顕著に異なることを見出した。このことは、これらのメチオニンを含むアデノシンA2A受容体の細胞内領域の構造が、アラキドン酸とドコサヘキサエン酸を含むリン脂質中で異なることを示している。
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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
脂質依存的なアデノシンA2A受容体の脂質依存的な構造変化を解析する過程で、当初の想定とは異なり、細胞内領域に顕著な構造変化が生じていることが示唆された。そこで、アデノシンA2A受容体の様々な部位にメチオニン残基を変異導入し、当初より多くのプローブを用いて構造解析をおこなった。その結果、脂質依存的なアデノシンA2A受容体の構造変化を明確にとらえることができた。当初の想定とは異なる結果であったが、計画を適切に変更することにより、目的を達成できたことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の想定とは異なる部位ではあったが、アデノシンA2A受容体の脂質依存的な構造変化を観測することに成功した。そこで、構造変化の描像を明らかにするために、溶媒常磁性緩和促進効果を利用して、溶媒露出度の変化を解析することが有効であると考えた。
また、脂質が関わるGタンパク質共役型受容体のシグナル伝達としては、現在解析しているGタンパク質を介したシグナル伝達に加えて、Gタンパク質共役型受容体のリン酸化やアレスチンを介したシグナル伝達も重要であることから、これらの解析を進めることを計画している。
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Research Products
(12 results)
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[Presentation] Conductance of P2X4 purinergic receptor is determined by conformational equilibrium in the transmembrane region2017
Author(s)
Takumi Ueda, Tomoaki Hara, Yuichi Minato, Shiho Suzuki, Yutaka Kofuku, Go Kasuya, Yuichiro Fujiwara, Shunsuke Igarashi, Ei-ichiro Suzuki, Osamu Nureki, Motoyuki Hattori, Ichio Shimada
Organizer
58th Experimental Nuclear Magnetic Resonance Conference
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Identification of a conformational equilibrium that determines the efficacy and functional selectivity of the μ-opioid receptor2017
Author(s)
Yutaro Shiraishi, Junya Okude, Takumi Ueda, Yutaka Kofuku, Motohiko Sato, Naoyuki Nobuyama, Keita Kondo, Takuya Mizumura, Mei Natsume, Masahiro Maeda, Hideki Tsujishita, Takefumi Kuranaga, Masayuki Inoue, Ichio Shimada
Organizer
58th Experimental Nuclear Magnetic Resonance Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Identification of a conformational equilibrium that determines the efficacy and functional selectivity of the μ-opioid receptor2016
Author(s)
Junya Okude, Takumi Ueda, Yutaka Kofuku, Motohiko Sato, Naoyuki Nobuyama, Keita Kondo, Yutaro Shiraishi, Takuya Mizumura, Mei Natsume, Masahiro Maeda, Hideki Tsujishita, Takefumi Kuranaga, Masayuki Inoue, Ichio Shimada
Organizer
XXVIIth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
Int'l Joint Research
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[Presentation] Conductance of P2X4 purinergic receptor is determined by conformational equilibrium in the transmembrane region,2016
Author(s)
Tomoaki Hara, Yuichi Minato, Shiho Suzuki, Yutaka Kofuku, Go Kasuya, Yuichiro Fujiwara, Shunsuke Igarashi, Ei-ichiro Suzuki, Osamu Nureki, Motoyuki Hattori, Takumi Ueda, Ichio Shimada
Organizer
XXVIIth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
Int'l Joint Research
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