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2018 年度 実績報告書

アレスチンの受容体選択性と自己会合

研究課題

研究課題/領域番号 16K07319
研究機関京都大学

研究代表者

今元 泰  京都大学, 理学研究科, 准教授 (80263200)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードアレスチン / G蛋白質共役型受容体 / GPCR / 自己会合 / X線溶液散乱法 / p44
研究実績の概要

アレスチンはリン酸化したG蛋白質共役型受容体(GPCR)に結合し、その活性を停止させる調節蛋白質である。アレスチンにはいくつかのサブタイプが知られているが、受容体との結合に関与するアミノ酸残基や立体構造の単純な比較からその違いを説明することはできていない。そこで本研究では、アレスチンの自己会合性の違いと機能の違いが関連するのかを検証することを目的とする。
アレスチンとロドプシンが結合するには、ロドプシンがリン酸化していることと光活性化していることの両方が必要であるが、アレスチンのC末端部が欠落したスプライスバリアントであるp44では、そのいずれか一方で結合するといわれている。暗順応状態の桿体細胞では、全長アレスチンは内節部に移動していると考えられており、暗順応状態ではp44が主に機能していると考えられている。そこで2018年度は、ロドプシンとp44の相互作用をX線溶液散乱法で定量的に解析し、全長アレスチンとの違いを検討した。
p44の自己会合の正確な解析はアグリゲーションのために困難であったが、アグリゲーションの影響を受けにくい高角側の散乱パターンを比較したところ、濃度依存的に4量体に特徴的な散乱パターンが観測された。また、従来の研究では、p44は光活性化した非リン酸化ロドプシンにも結合すると報告されていたが、今回の解析ではその結合は非常に弱いと考えられた。一方、ロドプシンがリン酸化していれば、光活性化しなくてもp44と結合することが示された。
リン酸化した暗状態ロドプシンとp44の複合体を光照射すると、慣性半径の有意な減少が見られた。これは、不安定なプレカップル状態から強固な結合状態への移行が実験的に観測されたものと考えられた。今後は、この測定系を錐体型アレスチンやβアレスチンにも拡張することで、多様化したアレスチンの機能の違いを考察できると期待される。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Shift in Conformational Equilibrium Induces Constitutive Activity of G-Protein-Coupled Receptor, Rhodopsin2018

    • 著者名/発表者名
      Maeda Ryo、Hiroshima Michio、Yamashita Takahiro、Wada Akimori、Sako Yasushi、Shichida Yoshinori、Imamoto Yasushi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 122 ページ: 4838~4843

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b02819

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Red-Tuning of the Channelrhodopsin Spectrum Using Long Conjugated Retinal Analogues2018

    • 著者名/発表者名
      Shen Yi-Chung、Sasaki Toshikazu、Matsuyama Take、Yamashita Takahiro、Shichida Yoshinori、Okitsu Takashi、Yamano Yumiko、Wada Akimori、Ishizuka Toru、Yawo Hiromu、Imamoto Yasushi
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 57 ページ: 5544~5556

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.8b00583

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of Red-Shifted Channelrhodopsin Variants Using Long-Conjugated Retinal Analogues2018

    • 著者名/発表者名
      今元 泰
    • 学会等名
      第18回レチナール蛋白質国際会議
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Conformational Fluctuation of 115 Loop during the Photocycle of Photoactive Yellow Protein2018

    • 著者名/発表者名
      今元 泰
    • 学会等名
      日本生物物理学会第56回年会

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公開日: 2019-12-27  

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