代謝型グルタミン酸受容体の分子構築と機能制御機構の解明

• Project/Area Number: 13041015
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 久保 義弘 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (80211887)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥6,900,000 (Direct Cost: ¥6,900,000); Fiscal Year 2002: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2001: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
• Keywords: 代謝型 / グルタミン酸 / 受容体 / Homer / Gd^<3+>

Research Abstract

本研究者らは代謝型グルタミン酸受容体1型(mGluR1)がグルタミン酸のみならず細胞外のCa^<2+>やGd^<3+>といった多価陽イオンによっても活性化されることを見いだした。その後、TsuchiyaらによりmGluR1の細胞外領域の結晶構造の解析により、Gd^<3+>の結合部位が、Glu238を含むサブユニット間のインターフェイス部分に同定された。しかし、この部位が、Gd^<3+>による受容体の活性化を引きおこすことに機能的に関与しているかどうかは明らかにされていない。我々は、この部位の機能的意義を明らかにすることを目的としてE238Q変異体を作成し、そのGd^<3+>感受性を解析した。その結果、E238Q変異により、Gd^<3+>に対する感受性がほぼ完全に失われること、それに対し、グルタミン酸、Ca^<2+>に対する感受性は変化しないことが明らかになった。さらに、Gd^<3+>の存在下では、mGluR1のグルタミン酸に対する感受性を高めること、そしてこの効果もE238Q変異により失われることを見いだした。これらの結果は、Gd^<3+>もしくは、類縁の生理的に脳脊髄液中に存在する内因性の物質がmGluR1のこの部位へ結合することにより、単独でもしくはグルタミン酸と共働的に、mGluR1を活性化するということを示唆する。今後、Gd^<3+>の作用をmimicする内因性の物質の同定を目指して研究をすすめていく計画である。

Research Products

• [Publications] Misaka, T., Miyashita, T., Kubo, Y.: "Primary structure of a dynamin-related mouse mitochondrial GTPase and its distribution in brain, subcellular localization and effect on mitochondrial morphology"Journal of Biological Chemistry. 277. 15834-15842 (2002)
• [Publications] Ai, T., Fujiwara, Y., Tsuji, K., Otani, H., Nakano, S., Kubo, Y., Horie, M.: "Novel KCNJ2 mutation in familial periodic paralysis with ventricular dysrhythmia"Circulation. 105. 2592-2594 (2002)
• [Publications] Saitoh, O., Murata, Y., Odagiri, M., Itoh, H., Misaka, T., Kubo, Y.: "Alternative splicing of RGS8 gene determines inhibitory function of receptor-type-specific Gq signaling"Proceedings of National Academy of Sciences USA. 99. 10138-10143 (2002)
• [Publications] Murata, Y., Fujiwara, Y., Kubo, Y.: "Identification of a site involved in the block by extracellular Mg^<2+> and Ba^<2+> as well as permeation of K^+ in Kir2.1K^+ channel"Journal of Physiology. 544. 665-677 (2002)
• [Publications] Fujiwara, Y., Kubo, Y.: "Ser 165 in the second transmembrane region of the Kir2.1 channel determines its susceptibility to blockade by intracellular Mg^<2+>"Journal of General Physiology. 120. 677-692 (2002)
• [Publications] Abe, H., Misaka, T., Tateyama, M., Kubo, Y.: "Effects of co-expression with Homer isoforms on the function of metabotropic glutamate receptor1α"Molecular and Cellular Neuroscience. (in press). (2003)
• [Publications] Kubo Y, Murata Y.: "Control of rectification and permeation by two distinct sites after the second transmembrane region in Kir2.1 K^+ channel"J.Physiol. 531. 645-660 (2001)
• [Publications] Saitoh O, Masuho I, Terakawa I, Nemoto S, Asano T, Kubo Y: "RGS8 requires its N-terminus for subcellular localization and acute desensitization of G protein gated K^+ channels"J.Biol.Chem. 276. 5052-5058 (2001)
• [Publications] Murata Y, Okado H, Kubo Y.: "Characterization of heteromultimeric G-protein coupled in wardly rectifying potassium channels of the tunicate"J.Biol.Chem. 276. 18529-18539 (2001)
• [Publications] Murata Y, Okado H, Katsuyama Y, Okamura Y, Kubo Y: "Primary structure, developmental expression and functional properties of an inward rectifier K+ channel of the tunicate"Receptors and Channels. 7. 387-399 (2001)
• [Publications] Soom M, Schonherr R, Kubo Y, Kirsch C, Klinger R, Heinemann SH: "Multiple PIP_2 binding sites in Kir2.1 inwardly rectifying potassium channels"FEBS lett.. 490. 49-53 (2001)
• [Publications] Misaka T, Miyashita T, Kubo Y: "Primary structure of a dynamin-related mouse mitochondrial GTPase and its distribution in brain, subcellular localization and effect on mitochondrial morphology"J.Biol.Chem. (in press).