Gタンパク質共役受容体のオリゴマー形成による機能調節機構

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16300125
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: (財)東京都医学研究機構
• 研究代表者: 中田 裕康 (財)東京都医学研究機構, 東京都神経科学総合研究所, 副参事研究員 (00041830)
• 研究分担者: 鈴木 登紀子 (財)東京都医学研究機構, 東京都神経科学総合研究所, 研究員 (10415531) ; 津賀 浩史 (財)東京都医学研究機構, 東京都神経科学総合研究所, 研究員 (00374158)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• キーワード: GPCR / ダイマー / プリン受容体 / アデノシン / ATP / 血小板 / 免疫沈降

研究概要

Gタンパク質共役型受容体(GPCR)は細胞内シグナル伝達システムの中核であり、神経伝達物質やホルモン、さらに多くの臨床薬の標的となっている。これまで、GPCRはモノマーとしてGタンパク質と1:1で共役して機能すると考えられてきた。しかし最近、同種もしくは異なるGPCR間で複合体(ホモダイマー、ヘテロダイマー)を細胞膜上で形成することが、GABAB受容体、アドレナリン受容体、ドーパミン受容体など多くのGPCRについて報告されている。このためにGPCRのシグナル伝達や細胞内運搬機能などが調節されることから、GPCRの新しい多様性発現調節機構として大きな関心を集めている。我々は、主としてシナプスでの神経伝達調節を司るGPCR型プリン受容体系(アデノシン受容体およびATP受容体)においてのヘテロダイマー形成の役割を明らかにするためにプリン受容体サブタイプと他のファミリーのGPCRとのダイマー形成の特異性や機能について研究を行った。
GPCRを共発現させた培養細胞や天然の動物組織をもちいて、リガンド結合アッセイ、2ndメッセンジャーアッセイ、免疫共沈降実験、蛍光抗体法、免疫電子顕微鏡観察などの手法により検討したところ以下の結果を得た。
(1)プリン受容体サブファミリーであるアデノシン受容体は他のプリン受容体とダイマーを形成しやすい性質を持つ。たとえば血液凝固をコントロールする血小板に存在する3種のプリン受容体であるアデノシン受容体(A_<2A>)とP2受容体(P2Y_1、P2Y_<12>)では3受容体間でのヘテロダイマーやヘテロトリマーを形成する。アデノシン受容体(A_1)もA_<2a>、受容体やP2Y_1やP2Y_2受容体とダイマーを形成する。
(2)プリン受容体(A1アデノシン受容体とP2Y2受容体を共発現させたHEK293T細胞をモデル系として用いプリン受容体問の相互作用が活性調節に関与する可能性を検討した。その結果、両受容体を同時に刺激した場合、Al経由のシグナル伝達は阻害され、P2Y_2経由のシグナル伝達は促進されるという新しい調節作用が判明した。
(3)これらはプリン受容体ダイマー形成が細胞や組織の機能を様々に調節することを示唆する。

研究成果

• [雑誌論文] Clathrin required for phosphorylation and internalization of beta 2-adrenergic receptor by G protein-coupled receptor kinase 2 (GRK2). (2006)
  • 著者名/発表者名: Mangmool, S.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 31940-31949
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of pharmacology by hetero-oligomerization between A_1 adenosine receptor and P2Y_2 receptor. (2006)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T.
  • 雑誌名: Biochemical Biophysical Research Communication 351 ページ: 559-565
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Clathrin required for phosphorylation and internalization of beta 2-adrenergic receptor by G protein-coupled receptor kinase 2 (GRK2). (2006)
  • 著者名/発表者名: Mangmool, S., Haga, T., Kobayashi, H., Kim, KM., Nakata, H., Nishida, M., Kurose, H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281 ページ: 31940-31949
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of pharmacology by hetero-oligomerization between A_1 adenosine receptor and P2Y_2 receptor. (2006)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Namba, K., Tsuga, H., Nakata, H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 351 ページ: 559-565
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Functional expression of single-chain heterodimeric G-protein-coupled receptors for adenosine and dopamine (2005)
  • 著者名/発表者名: Kamiya, T.
  • 雑誌名: Cell Structure Function 29 ページ: 139-145
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of specific [^3H]adenine binding sites in rat brain membranes (2005)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, S.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 137 ページ: 323-329
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of adenosine receptor subtypes expressed in the human endothelial-like ECV304 cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, R.
  • 雑誌名: Pharmacology 74 ページ: 143-151
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Functions of heteromeric association between adenosine and P2Y receptors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakata, H.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Neuroscience 26 ページ: 233-238
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Functional expression of single-chain heterodimeric G-protein-coupled receptors for adenosine and dopamine. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kamiya, T., Saitoh, O., Nakata, H.
  • 雑誌名: Cell Struct. Funct. 29 ページ: 139-145
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of specific [^3H]adenine binding sites in rat brain membranes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, S., Ikekita, M., Nakata, H.
  • 雑誌名: J.Biochem. 137 ページ: 323-329
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of adenosine receptor subtypes expressed in the human endothelial-like ECV304 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, R., Saitoh, O., Nakata, H.
  • 雑誌名: Pharmacology 74 ページ: 143-151
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Functions of heteromeric association between adenosine and P2Y receptors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakata, H., Yoshioka, K., Kamiya, T., Tsuga, H., Oyanagi, K.
  • 雑誌名: J.Mole.Neurosci. 26 ページ: 233-238
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ligand-induced rearrangement of the dimeric metabotropic glutamate receptor 1α. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tateyama, M.
  • 雑誌名: Nature Structural Molecular Biology 11 ページ: 637-642
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ポストトランスレーショナルな機構によるG夕ンパ夕質共役型受容体の多様性の創出と臨床上の意味 (2004)
  • 著者名/発表者名: 田上昭人
  • 雑誌名: 日本薬理学雑誌 124 ページ: 235-243
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ligand-induced rearrangement of the dimeric metabotropic glutamate receptor 1α. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tateyama, M., Abe, H., Nakata, H., Saito, O., Kubo, Y.
  • 雑誌名: Nature Struct Mol Biol. 11 ページ: 637-642
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Heterogeneity of G protein-coupled receptor generated by post-translational mechanisms and its clinical meanings (2004)
  • 著者名/発表者名: Tanoue, A, Koshimizu, T, Tsujimoto, G, Nakata, H, Hirose, S, Fukuzawa, T, Abe, J, Kurose, H.
  • 雑誌名: Nippon Yakurigaku Zasshi 124 ページ: 235-243
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より