| 研究課題/領域番号 |
15GS0312
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
祖父江 憲治 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (20112047)
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| 研究分担者 |
乾 誠 山口大学, 医学部, 教授 (70223237)
林 謙一郎 大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (90238105)
森田 強 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (80403195)
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| キーワード | 構造生物学 / 膜ターゲティング / G蛋白質共役型受容体(GPCR) / ミリスチン酸化 / フーリエ変換 / 膜蛋白質クラスター / 可塑性 / PSD-Zip45 |
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| 研究概要 |
構造生物学の隆興により、X線構造解析や核磁気共鳴法を用いてシグナル伝達分子・細胞骨格蛋白質・転写因子・足場蛋白質など水溶性蛋白質の立体構造が解明されてきた。しかしながら、GPCRを初めとした膜貫通型受容体の構造解析による研究の発展性と応用が期待されているにもかかわらず、構造解析例は限られている。最大の理由は膜貫通型受容体が非水溶性蛋白質であり、可溶化→結晶化→立体構造解析という従来の構造生物学的手段が通用しない点にある。本研究は、我々が現在行っている神経・血管細胞可塑性研究を基盤として生細胞の細胞膜上でGPCRを含む膜貫通型受容体を、改変したPSD-Zip45を用いて細胞質側から2次元準結晶レベルのクラスター化を行い、このクラスターの高純度精製標品を極低温電子顕微鏡を用いて立体構造解析することにより、普遍的な膜貫通型蛋白質立体構造解析システムの確立を目的としている。本年度は、以下の研究を行った。
1.PSD-Zip45に膜ターゲティングシグナルであるミリスチン酸を付加し、代表的GPCRであるドーパミンD1レセプターの細胞膜面上でのクラスター化(直径2-5μm)が可能となった。この膜クラスターを分離・精製し、電子顕微鏡像をフーリエ変換した結果、ブロードなデバイ・シェラーリング様パターンを得ることが出来た。これは、およそ10-12nm間隔でドーパミンD1受容体が膜内に分布するクラスターを形成したものである。本標品を用いて極低温電子顕微鏡による構造解析を開始の予定である。
2.1)と同様の戦略で、血管平滑筋細胞脱分化に関与するLPAレセプター(GPCR)のうちLPA1について、膜クラスターが可能となった。
3.神経細胞可塑性研究の一環として発見したPSD-Zip70はシナプス可塑性、殊のそのダイナミクスに関与することを見い出している。そこで、PSD-Zip70の機能をさらに解析する為、PSD・Zip70遺伝子欠損マウスの作製を行った。
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