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ムスカリン性アセチルコリン受容体の高次構造

研究課題

研究課題/領域番号 06558107
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 神経科学一般
研究機関東京大学

研究代表者

芳賀 達也  東京大学, 医学部(医), 教授 (30011646)

研究分担者 横山 茂之  東京大学, 理学系研究科, 教授 (00159229)
豊島 近  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)
藤原 忠美  株式会社ツムラ, 企画開発本部, 課長
佐々木 博美  株式会社ツムラ, 企画開発本部, 部長
亀山 仁彦  東京大学, 医学部, 助手 (50224697)
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
17,700千円 (直接経費: 17,700千円)
1996年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
1995年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
1994年度: 9,300千円 (直接経費: 9,300千円)
キーワード受容体 / 高次構造 / 大量発現 / 神経伝達物質 / TRNOE / Gタンパク質 / アセチルコリン / ムスカリン / レセプター / 伝達物質
研究概要

本試験研究では、ムスカリン性アセチルコリン受容体を対象として高次構造解明の為の基礎研究を行った。当初の目的は下記の通りであった。(1)高次構造研究に必要な量の受容体を得るため、バキュロウイルスを用いた高度発現系及び抗原性の高いペプチドとの融合受容体を利用した効率的な精製系の開発、(2)十分量精製したムスカリン受容体の2次元結晶の調製と電子顕微鏡写真の解析による立体構造の解明、(3)リガント・受容体複合体のTransferred Nuclear Overhauser Effect(TRNOE)の測定、それによる受容体に結合したアセチルコリンの構造の決定とリガンド結合に関与するアミノ酸残基の構造の推定、(4)受容体3次元結晶の調製とX線による構造解析の検討。
3年間の研究で下記のような結果を得た。(1)バキュロウイルスを用いた高度発現系の開発、適当な変異体を用いた高効率精製系の開発を行うことが出来た。(2)精製した受容体の電子顕微鏡での観察で1次元的な配列を示唆する結果が得られたが、まだ2次元結晶は得られていない。(3)受容体に結合したメタコリン(S(+)-O-acetyl-β-metylcholine)のTRNOEの測定を行い、C-C結合がトランスの配置をとることを示す結果を得た。(4)3次元結晶作製には精製受容体量が不足しており、まだその試みを開始していない。
この研究の過程でいくつかの副次的な成果が得られた。(1)ムスカリン受容体m1-m5サブタイプをバキュロウイルス-Sf9系で発現させ、それらのリガンド特異性及び被可溶化能を決定した。(2)ムスカリン受容体m2サブタイプに特異的なアロステリックリガンド、αラパチョンを見出した。(3)ムスカリン受容体のカルボキシ末端にあるパルミチル残基の動態、機能を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] Rinken,A.: "Solubilization of muscarinic receptor subtypes from baculovirus infected Sf9 insect cells." Biochem.Pharmacol.48. 1245-1251 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Guo,Z.D.: "Ligand binding properties of muscarinic acetylcholine receptor subtypes (m1-m5) expressed in baculovirus-infected insect cells." J.Pharmacol.Exp.Then.274. 378-384 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Guo,Z.D.: "Allosteric binding of 9-methoxy-alpha-lapachone and alcuronium to the muscarinic acetylcholine receptor m2 subtype." Biomed.Res,. 16. 327-335 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakamura,F.: "Characterization of Gq family G proteins GL1alpha (G14alpha),GL2alpha (G11alpah),and Gqalpha expressed in the baculovirus-insect cell system." J,Biol.Chem.270. 6246-6253 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi,M.K.: "Purification and functional reconstitution with GTP-binding regulatory prote-ins of hexahistidine-tagged muscarinic acetylcholine receptors (m2 subtype)." J.Biochem.120. 1232-1238 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi,M.K.: "Palmitoylation of muscarinic acetylcholine receptor m2 subtypes:" Archiv.Biochem.Biophys.(in press). (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Haga,T.: "Phosphorylation and sequestration of muscarinic receptors. In : Molecular mechanisms of muscarinic acetylcholine receptor function" edited by Wess,J.Austin : CRC Press,1995,p.227-245., 19 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Haga,T.: "Receptor Biochemistry. In : Encyclopedia of Molecular Biology and Molecular Medicine,Volume 5" edited by Meyers,R.A.Weiheim,New York : VCH,1997,p.229-243., 15 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Rinken, A., K.Kameyama, T.Haga and L.Engstrom.: "Solubilization of muscarinic receptor subtypes from baculovirus infected Sf9 insect cells." Biochem. Pharmacol.48. 1245-1251 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Guo, Z.D., K.Kameyama, A.Rinken and T.Haga.: "Ligand binding properties of muscarinic acetylcholine receptor subtypes (m1-m5) expressed in baculovirus-infected insect cells." J.Pharmacol. Exp. Ther.274. 378-384 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Guo, Z.D., Haga, H.Itokawa and F.Mizobe.: "Allosteric binding of 9-methoxy-alpha-lapachone and alcuronium to the muscarinic acetylcholine receptor m2 subtype." Biomed. Res.16. 327-335 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakamura, F., M.Kato, K.Kameyama, T.Nukaba, T.Haga, H.Kato, T.Takenawa and U.Kikkawa.: "Characterization of Gq family G proteins GL 1alpha (G14alpha), GL2alpha (G11alpah), and Gqalpha expressed in the baculovirus-insect cell system." J.Biol. Chem.270. 6246-6253 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi, M.K.and T.Haga.: "Purification and functional reconstitution with GTP-binding regulatory prote-ins of hexahistidine-tagged muscarinic acetylcholine receptors (m2 subtype)." J.Biochem.120. 1232-1238 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi, M.K.and T.Haga.: "Palmitoylation of muscarinic acetylcholine receptor m2 subtypes : Reduction in their ability to activate G proteins by mutation of a putative palmitoylation site, cysteine 457, in the carboxyl-terminal tail." Arch. Biochem. Biophys.(in press). (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Haga, T., Haga, K., Kameyama, K.and Tsuga, H.: "Phosphorylation and sequestration of muscarinic receptors." In : Molecular mechanisms of muscarinic acetylcholine receptor function edited by Wess, J.Austin : CRC Press. 227-245 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Haga, T.: "Receptor Biochemistry." In : Encyclopedia of Molecular Biology and Molecular Medicine, Volume 5 edited by Meyers, R.A.Weiheim, New York : VCH. 229-243 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi,M.K.: "Purification and functional reconstitution with GTP-binding regulatory proteins of hexahistidine-tagged muscarinic acetylcholine receptors(m2 subtype)." J.Biochem.120. 1232-1238 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Itokawa,M.: "Sequestration of the short and long isoforms of dopamine D2 receptors expressed in Chinese hamster ovary cells." Mol.Pharm.49. 560-566 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Sanada,K.: "Calcium-bound recoverin targets rhodopsin kinase to membranes to inhibit rhodopsin phosphorylation." FEBS Lett.384. 227-230 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Haga,K.: "Ca2+-dependent inhibition of G protein-coupled receptor kinase 2 by calmodulin." Biochemistry. 36. 1315-1321 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Mieda,M.: "Expression of the rat m4 muscarinic acetylcholine receptor gene is regulated by the neuron-restrictive silencer element/repressor element 1." J.Biol.Chem.272. 5854-5860 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,M.K.: "Palmitoylation of muscarinic acetylcholine receptor m2 subtypes:Reduction in their ability to activate G proteins by mutation of a putative palmitoylation site,cysteine 457,in the carboxyl-terminal tail." Arch.Biochem.Biophys.(in press). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Haga,T.: "Receptor Biochemistry.In:Encyclopedia of Molecular Biology and Molecular Medicine,Volume 5," Academic Press, 19 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Haga,T.: "G protein-coupled receptor kinase:Phosphorylation of muscarinic receptors and facilitation of receptor sequestration.In:Advances in Pharmacology,volume 36" VCH, 15 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Haga. K: "Phosphorylation of human m1 muscarinic acetylcholine receptors by Gprotein-coupled receptor kinase 2 and protein kinase C." J. Biol. Chem.271. 2776-2782 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Mieda. M: "Promoter region of the rat m4 muscarinic acetylcholine receptor gene contains a cell type-specific silencer element." J. Biol. Chem.271. 5177-5182 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Guo. Z. D.: "Allosteric binding of 9-methoxy-alpha-lapachone and alcuronium to the muscarinic acetylcholine receptor m2 subtype." Biomed. Res. 16. 327-335 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Guo. Z. D: "Ligand binding properties of muscarinic acetylcholine receptor subtypes(m1-m5) expressed in baculovirus-infected insect cells." J. Pharmacol. Exp. Ther.274. 378-384 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura. F.: "Characterization of Gq family G proteins, GL1alpha(G14alpha), GL2alpha(G11alpha), and Gqalpha expressed in the baculovirus-insect cell system." J. Biol. Chem.270. 6246-6253 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Shui, Z: "Receptor kinase-dependent desensitization of the muscarinic K+ current in rat atrial cells." J. Physiol (Lond). 487. 359-366 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 亀山仁彦: "Activation of Gprotein and Gprotein-coupled receptor kinase(βARK1)by a muscarinic receptor m2 mutant lacking phosphorylation sites." Eus.J.Biochem. 226. 267-276 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 中村史雄: "Characterization of Gq family Gproteins,G_<L1>α(G_<14>α),G_<L2>α(G_<11>α),and G_qα expressed in the baculovirus-insect cell system." J.Biol,Chem.(in press). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Rinken: "Solubilization of muscarinic receptor subtypes from baculovirus infected Sf9 insect cells." Biochem,Pharmacol.48. 1245-1251 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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