| 研究課題/領域番号 |
21H02619
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分47020:薬系分析および物理化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
今井 駿輔 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (20894413)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | GPCR / 溶液NMR / シグナル選択性 / Gタンパク質共役型受容体 / 溶液NMR法 / バイアスリガンド / NMR / 動的構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Gタンパク質共役型受容体GPCRは、細胞内の複数のシグナル経路を通じて様々な生理応答を制御する膜タンパク質である。したがって、細胞内シグナルの調節機構を理解しこれを制御する薬剤を開発するためには、GPCRの動作機構を解明することが必要である。本申請では、GPCRが多様な細胞内シグナルのバランスを調節する機構を解明し制御することを目的として、細胞内シグナル経路の活性化度が偏重するリガンド（バイアスリガンド）の作用発現の構造基盤を解析する。
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| 研究実績の概要 |
昨年度までに帰属を行ったロイシン残基のアミド基由来シグナル、アラニン残基のメチル基由来シグナル、メチオニン残基のメチル基由来シグナルの解析の結果、バランスリガンドであるisoproterenol結合状態とアレスチンバイアスリガンドであるisoetharine結合状態ではリガンド結合部近傍および細胞内側の残基に化学シフト差が観測され、isoetharineは、リガンド結合部、膜貫通領域中央部、細胞内側領域に渡る分子全体の構造平衡をisoproterenol結合時とは変調することによってバイアスシグナル活性を発揮することが示された。また、isoetharineのエチル基との立体的衝突が予想されるF193をよりかさ高いトリプトファンに置換したF193W変異体について活性を測定したところ、isoproterenol結合状態においても、野生型のisoetharine結合状態と同程度のGタンパク質シグナル活性しか示さないことを明らかとしていた。今年度は、このF193W変異体について、isoproterenolとisoetharine結合状態におけるNMR解析を行った。その結果、野生型においてisoproterenol結合状態とisoetharine結合状態で化学シフト値の異なる細胞内側の残基A134とA226について、F193W変異体では、isoproterenol結合状態におけるA134とA226のシグナルの化学シフト値が、野生型のisoetharine結合状態におけるA134, A226の化学シフト値にそれぞれ近かったことから、F193とisoetharineのエチル基の立体的な衝突が、細胞内側の構造変化につながることが示された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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