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活性型GPCRとその特異的抗体による共結晶化から構造解析へ向けて

研究課題

研究課題/領域番号 22590270
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医化学一般
研究機関京都大学

研究代表者

浅田 秀基  京都大学, 大学院・医学研究科, 特定助教 (20399041)

研究分担者 白石 充典  九州大学, 大学院・薬学研究科, 助教 (00380527)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード構造生物 / GPCR / 抗体 / 結晶化 / X線結晶構造解析 / 共結晶 / 構造解析
研究概要

本研究は昆虫(Sf9)細胞発現系を用いて、 ヒトの膜タンパク質であるGPCR(Gタンパク質共役受容体)を当該細胞に大量に発現させる。 大量発現させた受容体を精製し、タンパク質としての性質を検討する。 精製したGPCRを用いて特異的な構造認識抗体を作製する。 GPCRと抗体の共結晶を作製する。 受容体の構造をX線回折により解くことを目的とした。GPCRの構造解析は非常に難しく、本研究課題の遂行によりGPCRの構造決定の進展に寄与するものと考えられる。本研究期間に、アンジオテンシン2型受容体(AT2)の大量生産、精製、特異的抗体、および共結晶化に成功した。AT2の大量生産において、5Lの昆虫細胞の培養を行い、FACS解析から約70%のAT2が、またリガンド結合試験から平均80.36pmol/mlのAT2が発現しているのを確認した。大量生産した昆虫細胞を用いた精製系の検討により、5L培養分から約2mgのAT2が精製できるまでに至った。精製したAT2はリポソームに再構成し、特異的構造認識抗体取得の為にマウスへ免疫した。免疫されたマウスの脾臓から免疫細胞を採取し、ミエローマ細胞と融合することでハイブリドーマを作製し、その中からAT2特異的構造認識抗体のスクリーニングを行なった。1次スクリーニングから96サンプルの候補を、2次スクリーニングから15サンプルが得られた。これらの抗体についてAT2と共結晶化した結果、3つの抗体において微結晶が得られた。このうちの1つについてさらに結晶化の条件を検討した結果、結晶の成長が認められた。この結晶をSPring-8にてX線による回折像の取得を試みたが、分解能が低く構造決定までは至らなかった。これらの結果から、本研究課題の目的は達成されたものと考えられる。今後はGPCR特異的構造認識抗体との共結晶化の条件を更に検討し、AT2の構造を決定したい。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Structure of the human M2 muscarinic acetylcholine receptor bound to an antagonist2012

    • 著者名/発表者名
      Haga, K*., A. C. Kruse*,H. Asada*, T. Yurugi-Kobayashi, M. Shiroishi, C. Zhang, W. I. Weis, T. Okada, B. K. Kobilka, T. Haga, and T. Kobayashi
    • 雑誌名

      These authors contributed equally to this work

      巻: 482 ページ: 547-551

    • NAID

      120003752107

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Platform for the rapid construction and evaluation of GPCRs for crystallography in Saccharoroyces cerevisiae.2012

    • 著者名/発表者名
      Shiroishi M., et al.
    • 雑誌名

      Micorb, Cell Fact.

      巻: 11 号: 1 ページ: 78-78

    • DOI

      10.1186/1475-2859-11-78

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of the human M2 muscarinic acetylcholine receptor bound to an antagonist2012

    • 著者名/発表者名
      Haga K., et al
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 482 号: 7386 ページ: 547-551

    • DOI

      10.1038/nature10753

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of the stable human histamine H1 receptor in Pichia pastoris for structural determination2011

    • 著者名/発表者名
      Shiroishi, M, T. Kobayashi, S. Ogasawara, H. Tsujimoto, C. Ikeda-Suno, S. Iwata, T. Shimamura
    • 雑誌名

      Methods

      巻: 55 ページ: 281-286

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Crystal structure-based virtual screening for fragment-like ligands of the human histamine H(1) receptor2011

    • 著者名/発表者名
      de Graaf C, AJ. Kooistra, HF. Vischer, V. Katritch, M. Kuijer, M. Shiroishi, S. Iwata, T. Shimamura, RC. Stevens, IJ. de Esch, R. Leurs
    • 雑誌名

      J Med Chem

      巻: 54 ページ: 8195-8206

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Molecular Basis for Herpesvirus Entry Mediator Recognition by the Human Immune Inhibitory Receptor CD160 and Its Relationship to the Cosignaling Molecules BTLA and LIGHT2011

    • 著者名/発表者名
      Kojima R, M. Kajikawa, M. Shiroishi, K. Kuroki, K. Maenaka
    • 雑誌名

      J Mol Biol

      巻: 413 ページ: 762-772

    • NAID

      120003660598

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Structure of the human histamine H(1) receptor complex with doxepin, These authors contributed equally to this work2011

    • 著者名/発表者名
      Shimamura T*, M. Shiroishi *, S. Weyand, H. Tsujimoto, G. Winter, V. Katritch, R. Abagyan, V. Cherezov, W. Liu, GW. Han, T. Kobayashi, RC. Stevens, S. Iwata
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 475 ページ: 65-70

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Cloning, expression and purification of the anion exchanger 1 homologue from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium2011

    • 著者名/発表者名
      Tokuda, N., K. Igarashi, T. Shimamura, T. Yurugi-Kobayashi, M. Shiroishi, K. Ito, T. Sugawara, H. Asada, T. Murata, N. Nomura, S. Iwata, and T. Kobayashi
    • 雑誌名

      Protein Expr Purif

      巻: 79 ページ: 81-87

    • NAID

      120003255719

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Cysteine-to-serine shuffling using a Saccharomyces cerevisiae expression system improves protein secretion: case of a nonglycosylated mutant of miraculin, a taste-modifying protein2011

    • 著者名/発表者名
      Ito, K., T. Sugawara, A. Koizumi, K.Nakajima, A. Shimizu-Ibuka, M. Shiroishi, H. Asada, T. Yurugi-Kobayashi, T. Shimamura, T. Asakura, T. Misaka, S. Iwata, T. Kobayashi, and K. Abe
    • 雑誌名

      Biotechnol Lett

      巻: 33 ページ: 103-107

    • NAID

      120002723145

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of the Pichia pastoris expression system for the production of GPCRs for structural analysis2011

    • 著者名/発表者名
      Asada, H., T. Uemura, T. Yurugi-Kobayashi, M. Shiroishi, T. Shimamura, H. Tsujimoto, K. Ito, T. Sugawara, T. Nakane, N. Nomura, T. Murata, T. Haga, S. Iwata, and T. Kobayashi
    • 雑誌名

      Microb Cell Fact

      巻: 10 ページ: 24-24

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Cloning, expression and purification of the anion exchanger 1 homologue from the basidiomycete Phanerochaete chrysosporium2011

    • 著者名/発表者名
      Tokuda N, Igarashi K, Shimamura T(co-1st author), Yurugi-Kobayashi T, Shiroishi M, Ito K, Sugawara T, Asada H, Murata T, Nomura N, Iwata S, Kobayashi T.
    • 雑誌名

      Protein. Expr. Purif.

      巻: 79(1) 号: 1 ページ: 81-7

    • DOI

      10.1016/j.pep.2011.04.006

    • NAID

      120003255719

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cysteine-to-serine shuffling using a Saccharomyces cerevisiae expression system improves protein secretion : case of a nonglycosylated mutant of miraculin, a taste-modifying protein2011

    • 著者名/発表者名
      Ito, K., T.Sugawara, A.Koizumi, K.Nakajima, A.Shimizu-Ibuka, M.Shiroishi, H.Asada, T.Yurugi-Kobayashi, T.Shimamura, T.Asakura, T.Misaka, S.Iwata, T.Kobayashi, K.Abe
    • 雑誌名

      Biotechnology Letters

      巻: Vol.33 号: 1 ページ: 103-107

    • DOI

      10.1007/s10529-010-0399-1

    • NAID

      120002723145

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of the Pichia pastoris expression system for the production of GPCRs for structural analysis2011

    • 著者名/発表者名
      Asada, H., Uemura, T., Yurugi-Kobayashi, T., Shiroishi, M., Shimamura, T., Tsujimoto, H., Ito, K., Sugawara, T., Nakane, T., Nomura, N., Murata, T., Haga, T., Iwata, S., Kobayashi, T
    • 雑誌名

      Microbial Cell Factories

      巻: 10 号: 1 ページ: 24-24

    • DOI

      10.1186/1475-2859-10-24

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bulky high-mannose-type N-glycan blocks the taste-modifying activity of miraculin2010

    • 著者名/発表者名
      Ito, K., T. Sugawara, A. Koizumi, K. Nakajima, A. Shimizu-Ibuka, M. Shiroishi, H. Asada, T. Yurugi-Kobayashi, T. Shimamura, T. Asakura, K. Masuda, M. Ishiguro, T. Misaka, S. Iwata, T. Kobayashi, and K. Abe
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta

      巻: 1800 ページ: 986-992

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Contribution of asparagine residues to the stabilization of a proteinaceous antigen-antibody complex, HyHEL-10-hen egg white lysozyme2010

    • 著者名/発表者名
      Yokota A, K. Tsumoto, M. Shiroishi, T. Nakanishi, H. Kondo, I. Kumagai
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 285 ページ: 7686-96

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] The expression and purification of Angiotensin II receptor type 2 toward crystal structural biology2011

    • 著者名/発表者名
      浅田秀基
    • 学会等名
      GPCR workshop 2011
    • 発表場所
      Hyatt Regency Maui Resort & Spa (Hawaii, USA)
    • 年月日
      2011-12-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] アンジオテンシンタイプ2受容体の発現・精製から結晶構造解析へ向けて(Expression and purification of angiotensin receptor type 2 for the determination of crystal structure)2011

    • 著者名/発表者名
      浅田秀基
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都)
    • 年月日
      2011-09-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Expression and purification of Angiotensin receptor type 2 and production of structure recognition antibody for structural biology2010

    • 著者名/発表者名
      浅田秀基
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸)
    • 年月日
      2010-12-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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