2014 Fiscal Year Annual Research Report
三量体G蛋白質によるイオンチャネル活性化シグナリングの構造基盤
Publicly Offered Research
| Project Area | Structural basis of cell-signalling complexes mediating signal perception, transduction and responses |
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| Project/Area Number |
25121707
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大澤 匡範 東京大学, 薬学研究科(研究院), 講師 (60361606)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 内向き整流性K+チャネル / GIRK / Gタンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Gタンパク質共役型内向き整流性カリウムチャネル (GIRK) は、四量体として機能し、膜の興奮性を抑制することで心拍数の制御などを担う。Gタンパク質共役型受容体 (GPCR) のリガンド刺激によりGタンパク質ヘテロ三量体 (Gαβγ) が解離して生じたGβγが、GIRKの細胞内領域に結合することによりGIRKは開口する。一方、GPCRのリガンド刺激非存在下においてもGIRKは基底電流を生じており、その大きさは生理的環境下では過度の膜興奮性の低下を防ぐために抑制性の制御を受けている。この基底電流の抑制 (priming) は、GαβγがGIRKに直接結合することで生じることが示唆されているが、その分子機構は不明である。そこで本研究では、NMR法を用いてGαβγとGIRK細胞内領域の相互作用様式を明らかにし、primingの構造機構を解明することを目的とした。
マウスGIRK1細胞内領域 (残基番号41-63,190-386; GIRKCP) を観測対象としたGαβγとの転移交差飽和 (TCS) 実験から、Gαβγは主にGIRKCPの2つのサブユニットにまたがって直接結合することが分かった。また、GαβγをGIRKCPに添加した際、22個のシグナルは45 %以上の顕著な強度減少を示した。前者は結合に伴う分子量の増大、後者はGαβγの直接の結合もしくは結合に伴う構造変化による化学シフト変化を反映している。後者を示した残基はGαβγ結合部位、および、結合部位から離れたサブユニット界面およびβH-βIループに存在したことから、Gαβγ結合に伴いサブユニット界面およびβH-βIループに構造変化が生じることが分かった。これらのPデータから、primingは、Gαβγの結合によるGIRKサブユニット相対配置およびβH-βIループ構造の変化に起因することが示唆された。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Structural basis for the binding of the membrane-proximal C-terminal region of chemokine receptor CCR2 with the cytosolic regulator FROUNT.2015
Author(s)
Esaki K, Yoshinaga S, Tsuji T, Toda E, Terashima Y, Saitoh T, Kohda D, Kohno T, Osawa M, Ueda T, Shimada I, Matsushima K, Terasawa H.
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Journal Title
FEBS J.
Volume: 281
Pages: 5552-5566
DOI
Peer Reviewed
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