立体構造に基づくGPCRとリガンドの相互作用の解明

• 研究領域: 天然物ケミカルバイオロジー：分子標的と活性制御
• 研究課題/領域番号: 26102725
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 島村 達郎 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (90391979)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: GPCR / リガンド

研究実績の概要

GPCRの活性型構造は、agonistを結合させただけでは不安定でることから構造解析は難しく、agonistの結合様式に関する構造情報は限られている。本年度は、昨年度までに作製したagonistの親和性を高める構造認識抗体を結合させ、agonistが結合した状態の受容体の構造解析に成功した。構造解析の結果、結合させたagonistの電子密度は良好で、このagonistの結合様式の詳細が解明できた。また、類似の手法を他の膜蛋白質の構造解析に応用することにも成功した。また、最近になり、X線結晶構造解析に次世代X線源であるX線自由電子レーザーが利用できるようになった。我々は、X線自由電子レーザーを受容体の結晶構造解析に利用するための測定系を立ち上げ、いくつかの受容体の構造解析に成功した。そのうちの一種では、従来の放射光を用いて測定したデータより、リガンド周囲の電子密度が改善され、より詳細なリガンドの結合様式が解明できた。本研究で得られた成果は、他の受容体や膜蛋白質とリガンドの結合様式の詳細を解明するための膜蛋白質構造解析技術基盤の確立にも役立った。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Haem-dependent dimerization of PGRMC1/Sigma-2 receptor facilitates cancer proliferation and chemoresistance. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kabe Y, Nakane T, Koike I, Yamamoto T, Sugiura Y, Harada E, Sugase K, Shimamura T, Ohmura M, Muraoka K, Yamamoto A, Uchida T, Iwata S, Yamaguchi Y, Krayukhina E, Noda M, Handa H, Ishimori K, Uchiyama S, Kobayashi T, Suematsu M.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 11030-11030
  • DOI: 10.1038/ncomms11030
  • NAID: 130007529314
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Native sulfur/chlorine SAD phasing for serial femtosecond crystallography. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakane T, Song C, Suzuki M, Nango E, Kobayashi J, Masuda T, Inoue S, Mizohata E, Nakatsu T, Tanaka T, Tanaka R, Shimamura T, Tono K, Joti Y, Kameshima T, Hatsui T, Yabashi M, Nureki O, Iwata S, Sugahara M.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 巻: 71 号: 12 ページ: 2519-25
  • DOI: 10.1107/s139900471501857x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structure and mechanism of the mammalian fructose transporter GLUT5 (2015)
  • 著者名/発表者名: Nomura N, Verdon G, Kang HJ, Shimamura T, Nomura Y, Sonoda Y, Hussien SA, Qureshi AA, Coincon M, Sato Y, Abe H, Nakada-Nakura Y, Hino T, Arakawa T, Kusano-Arai O, Iwanari H, Murata T, Kobayashi T, Hamakubo T, Kasahara M, Iwata S, Drew D
  • 雑誌名: Nature 巻: 526 号: 7573 ページ: 397-401
  • DOI: 10.1038/nature14909
  • NAID: 120005657713
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Grease matrix as a versatile carrier of proteins for serial crystallography. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugahara M, Shimamura T, et al.
  • 雑誌名: Nat Methods. 巻: 12 号: 1 ページ: 61-63
  • DOI: 10.1038/nmeth.3172
  • NAID: 120005682565
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diverse application platform for hard X-ray diffraction in SACLA (DAPHNIS): application to serial protein crystallography using an X-ray free-electron laser. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tono K, Shimamura T, et al.
  • 雑誌名: J. Synchrotron Rad. 巻: 22 号: 3 ページ: 532-537
  • DOI: 10.1107/s1600577515004464
  • 査読あり
• [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] Crystal structure of a symmetric football-shaped GroEL:GroES2-ATP14 complex determined at 3.8Å reveals rearrangement between two GroEL rings. (2014)
  • 著者名/発表者名: Koike-Takeshita A, Arakawa T, Taguchi H, Shimamura T.
  • 雑誌名: J Mol Biol. 巻: 426 号: 21 ページ: 3634-41
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2014.08.017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] X線自由電子レーザーを用いたGPCRの構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 島村達郎
  • 学会等名: 第16回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2016-06-08
  • 招待講演
• [学会発表] ヒスタミンH1受容体の構造解析とin silico screening (2014)
  • 著者名/発表者名: 島村達郎
  • 学会等名: 第87回日本内分泌学会学術総会
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2014-04-25
  • 招待講演
• [図書] Chapter 6 in Advanced Methods in Structural Biology (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimamura T.
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: Springer