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エンドセリン受容体のシグナル伝達複合体の構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K14634
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関東京大学

研究代表者

志甫谷 渉  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特別研究員 (30809421)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードGPCR / クライオ電子顕微鏡 / PACAP / G蛋白質 / Cryo-EM / エンドセリン / エンドセリン受容体 / 構造生物学 / 単粒子解析 / Gタンパク質共役受容体
研究成果の概要

エンドセリン受容体B型とB型選択的作動薬や部分作動薬、逆作動薬との複合体構造を決定した。G蛋白質との複合体の構造解析に向けては、受容体とGi蛋白質との複合体形成に成功した。PAC1受容体は神経に存在するGPCRであり、内在性ペプチドPACAPにより活性化される。PAC1受容体は摂食制御、精神疾患、涙液分泌において重要な役割を果たしており、有望な創薬標的である。そこで、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析によって、PACAP、ヒト由来PAC1受容体およびGs蛋白質からなるシグナル伝達複合体の構造を決定した。複合体構造からは、PAC1受容体によるPACAP認識機構の詳細が明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

PAC1受容体は類似受容体VPAC1やVPAC2が存在するため、PAC1受容体選択的な薬剤の創出が困難だった。本研究により、PAC1受容体は細胞外ドメインによりリガンドの親和性を高める一方で、その受容体膜貫通部位との相互作用のみにより受容体可能であることが明らかになった。今後は、本構造情報を活用した、PAC1受容体の膜貫通部位と選択的に相互作用できる低分子薬剤の開発が期待される。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] Cryo-EM structure of the human PAC1 receptor coupled to an engineered heterotrimeric G protein2020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Kazuhiro、Shihoya Wataru、Nishizawa Tomohiro、Kadji Francois Marie Ngako、Aoki Junken、Inoue Asuka、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: 27 号: 3 ページ: 274-280

    • DOI

      10.1038/s41594-020-0386-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal structure of human endothelin ETB receptor in complex with peptide inverse agonist IRL25002019

    • 著者名/発表者名
      Nagiri Chisae、Shihoya Wataru、Inoue Asuka、Kadji Francois Marie Ngako、Aoki Junken、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 2 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0482-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystal structures of human ETB receptor provide mechanistic insight into receptor activation and partial activation2018

    • 著者名/発表者名
      Shihoya Wataru、Izume Tamaki、Inoue Asuka、Yamashita Keitaro、Kadji Francois Marie Ngako、Hirata Kunio、Aoki Junken、Nishizawa Tomohiro、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07094-0

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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