安定化GPCR改変体の革新的創出システムの開発

• 研究課題/領域番号: 25709080
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 白石 充典 九州大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (00380527)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 20,800千円 (直接経費: 16,000千円、間接経費: 4,800千円); 2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
• キーワード: G蛋白質共役型受容体 / 出芽酵母 / 安定化 / 大量調製 / 膜蛋白質 / 生物機能工学 / 蛋白質工学

研究成果の概要

本研究は、不安定で調製が困難なG蛋白質共役型受容体（GPCR）について、安定化改変体を迅速に作製し大量調製することを可能にするシステムの構築を目的とする。S. cerevisiaeを用いた96ウェルプレート形式での迅速なスクリーニングシステムを確立し、さらにS. cerevisiaeによるGPCRの大量発現系を確立した。また不安定で調製が困難であった構造未知のGPCR_Aの安定化に成功し、ミリグラムレベルで精製可能な方法を確立し、リガンドとの相互作用の物理化学的解析、および受容体の構造解析を目指した結晶化を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Structural Analysis of the Histamine H1 Receptor (2016)
  • 著者名/発表者名: Shiroishi M, Kobayashi T
  • 雑誌名: Handbook of experimental pharmacology. 巻: 印刷中 ページ: 21-30
  • DOI: 10.1007/164_2016_10
  • ISBN: 9783319581927, 9783319581941
• [雑誌論文] Micro-scale and rapid expression screening of highly expressed and/or stable membrane protein variants in Saccharomyces cerevisiae (2016)
  • 著者名/発表者名: Shiroishi M, Moriya M, Ueda T
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 25 号: 10 ページ: 1863-1872
  • DOI: 10.1002/pro.2993
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Screening of stable G-protein-coupled receptor variants in Saccharomyces cerevisiae. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiroishi M, Kobayashi T.
  • 雑誌名: Methods Mol Biol. 巻: 1261 ページ: 159-70
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-2230-7_9
  • ISBN: 9781493922291, 9781493922307
• [雑誌論文] Proteoliposome-based selection of a recombinant antibody fragment against the human M2 muscarinic acetylcholine receptor. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suharni, Nomura Y, Arakawa T, Hino T, Abe H, Nakada-Nakura Y, Sato Y, Iwanari H, Shiroishi M, Asada H, Shimamura T, Murata T, Kobayashi T, Hamakubo T, Iwata S, Nomura N.
  • 雑誌名: Monoclon Antib Immunodiagn Immunother 巻: 33 号: 6 ページ: 378-385
  • DOI: 10.1089/mab.2014.0041
  • NAID: 120005530933
  • 査読あり
• [雑誌論文] The long-term immunosuppressive effects of disulfide-linked HLA-G dimer in mice with collagen-induced arthritis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuroki Kら
  • 雑誌名: Hum Immunol. 巻: 74 号: 4 ページ: 433-438
  • DOI: 10.1016/j.humimm.2012.11.060
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strategies for the Structural Determination of G Protein-coupled Receptors: From an Example of Histamine H1 Receptor (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiroishi M
  • 雑誌名: Yakugaku Zasshi 巻: 133 ページ: 539-547
  • NAID: 130003361947
• [雑誌論文] 出芽酵母（S. cerevisiae）を用いた高発現・安定化GPCR改変体の作製と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白石充典
  • 雑誌名: 蛋白質科学会アーカイブ 巻: 6
  • 査読あり
• [学会発表] Saccharomyces cerevisiaeを用いたケモカイン受容体CCR5の大量調製系の確立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松原直紀, 白石充典, 植田 正
  • 学会等名: 第１６回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡市
• [学会発表] Saccharomyces cerevisiae発現系による微小スケールでの膜蛋白質安定化変異体の評価～アデノシンA2A受容体を例に～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 白石充典, 森谷真衣, 植田 正
  • 学会等名: 第１６回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 福岡市
• [学会発表] Saccharomyces cerevisiaeを用いた膜蛋白質安定化改変体作製・評価システムのハイスループット化とその有効性の検証 (2016)
  • 著者名/発表者名: 白石充典, 森谷真衣, 植田 正
  • 学会等名: 第40回 蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島県指宿市
• [学会発表] Saccharomyces cerevisiaeにおける哺乳類由来GPCRの発現 (2016)
  • 著者名/発表者名: 白石充典, 松原直紀, 森谷真衣, 中野祐毅, 小林拓也, 岩田想, 植田 正
  • 学会等名: 第８９回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台市
• [学会発表] 高難度膜蛋白質の迅速な安定化のための酵母を用いた微小ハイスループットスクリーニングシステム (2015)
  • 著者名/発表者名: 白石充典、森谷真衣、植田正
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] アデノシンA2A受容体-リガンド相互作用の等温滴定型カロリメーターによる脂質二重膜中での解析に向けた試み (2015)
  • 著者名/発表者名: 森谷真衣、小林拓也、岩田想、植田正、白石充典
  • 学会等名: 第15回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 徳島県徳島市
  • 年月日: 2015-06-24
• [学会発表] 膜蛋白質の大量調製に向けた出芽酵母（S. cerevisiae）の利用；GPCRを例に (2015)
  • 著者名/発表者名: 白石充典
  • 学会等名: 第15回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 徳島県徳島市
  • 年月日: 2015-06-24
• [学会発表] 高難度膜蛋白質の大量調製に向けた安定化改変体の微小ハイスループットスクリーニング系の構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 白石充典、森谷真衣、中野裕毅、植田正
  • 学会等名: 第15回蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 徳島県徳島市
  • 年月日: 2015-06-24
• [学会発表] P2X4細胞外ドメイン認識抗体の蛍光ゲル濾過によるスクリーニング系の確立 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永井 咲妃、白石 充典、井川 達弘、斎藤 秀俊、 山下 智大、田中 宏幸、津田 誠、井上 和秀、 阿部 義人、植田 正
  • 学会等名: 第25回クロマトグラフィー科学会議
  • 発表場所: 京都大学桂キャンパス（京都市）
  • 年月日: 2014-12-10 – 2014-12-12
• [学会発表] ヒスタミンH1受容体のリガンド認識におけるアニオン結合部位の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 白石充典、中野祐毅、島村達郎、岩田想、植田正
  • 学会等名: 第38回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
  • 発表場所: レイクサイドホテル久山（福岡県久山町）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] ヒスタミンH1受容体のリガンド認識におけるアニオン結合部位の寄与 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中野祐毅、島村達郎、岩田想、植田正、白石充典
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] P2X4受容体細胞外ドメイン認識抗体のスクリーニング系の確立 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永井咲妃、白石充典、井川達弘、阿部義人、山下智大、斎藤秀俊、津田誠、井上和秀、植田正
  • 学会等名: 平成26年度日本生化学会九州支部会
  • 発表場所: 九州大学馬出キャンパス（福岡市）
  • 年月日: 2014-05-17 – 2014-05-18
• [学会発表] Protein engineering for mass production of integral membrane proteins; the case of G-protein coupled receptors (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Shiroishi
  • 学会等名: Korea-Japan Smart Biodesign Workshop: Technology exchange for green biotechnology
  • 発表場所: Sendai
  • 招待講演
• [学会発表] ヒスタミンH1受容体の構造解明と抗ヒスタミン薬選択性の検証 (2014)
  • 著者名/発表者名: 白石充典
  • 学会等名: 第1回生命分子科学研究会
  • 発表場所: ニセコ町（北海道）
  • 招待講演
• [学会発表] 出芽酵母を用いたGPCR改変体作製・評価システムの高度化と新規ターゲットへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白石充典
  • 学会等名: 研究加速リトリート
  • 発表場所: 淡路夢舞台（兵庫県）
  • 招待講演
• [学会発表] 免疫反応を制御する受容体の構造および分子認識に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白石充典
  • 学会等名: 日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 佐賀大学（佐賀県）
  • 招待講演
• [学会発表] 高親和性型ヒスタミン受容体の安定化と構造解析
  • 著者名/発表者名: 白石充典
  • 学会等名: アステラス病態代謝研究会
  • 発表場所: 秋葉原（東京都）