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2021 年度 実績報告書

クライオ電子顕微鏡によるメラトニン受容体のシグナル伝達機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21J20897
配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

岡本 紘幸  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2024-03-31
キーワードGタンパク質共役型受容体 / クライオ電子顕微鏡
研究実績の概要

睡眠薬ラメルテオンとGiタンパク質三量体が結合したメラトニン受容体MT1のシグナル伝達複合体の立体構造を解明することに成功し、哺乳類細胞を用いた生化学的機能解析を行うことで変異体によるシグナル伝達活性の評価を行った。これにより、受容体の活性化に重要なラメルテオンとの相互作用を特定した。さらに、他のシグナル伝達複合体との構造比較から、Gタンパク質の共役選択性を特徴づける受容体の細胞内側の空間的な特徴を見出した。研究データをまとめてNature Structural & Molecular Biology誌に投稿し、レビュー期間を経て掲載されることとなった。
MT1-MT2ヘテロ二量体の精製系を構築するための検討を実施した。膜タンパク質の構造解析で一般的に使用される界面活性剤での可溶化に加え、より生体内の環境を再現できるとして広く使用されている脂質ナノディスクへの再構成や、解離しやすい多量体タンパク質について量体数を保って再構成できるポリマーの使用を検討し、安定な精製に最適な条件・組成・混合比率をスクリーニングした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

睡眠薬ラメルテオンとGiタンパク質三量体が結合したメラトニン受容体MT1のシグナル伝達複合体については、当初の予定通り論文として掲載することができた。また、ヒツジに由来するMATEについては発現系、精製系の改良に成功した。また、MT1-MT2ヘテロ二量体の精製系を構築するための検討を実施し、安定な精製に最適な条件・組成・混合比率の手がかりを得ることにも成功している。

今後の研究の推進方策

より安定にMT1-MT2ヘテロ二量体を精製づるために条件を最適化し、クライオ電子顕微鏡による単粒子解析を目指す。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Cryo-EM structure of the human MT1?Gi signaling complex2021

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Hiroyuki H.、Miyauchi Hirotake、Inoue Asuka、Raimondi Francesco、Tsujimoto Hirokazu、Kusakizako Tsukasa、Shihoya Wataru、Yamashita Keitaro、Suno Ryoji、Nomura Norimichi、Kobayashi Takuya、Iwata So、Nishizawa Tomohiro、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: 28 ページ: 694~701

    • DOI

      10.1038/s41594-021-00634-1

  • [雑誌論文] Structural basis of gating modulation of Kv4 channel complexes2021

    • 著者名/発表者名
      Kise Yoshiaki、Kasuya Go、Okamoto Hiroyuki H.、Yamanouchi Daichi、Kobayashi Kan、Kusakizako Tsukasa、Nishizawa Tomohiro、Nakajo Koichi、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 599 ページ: 158~164

    • DOI

      10.1038/s41586-021-03935-z

  • [学会発表] Cryo-EM structure of the MT1-Gi signaling complex2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okamoto, Hirotake Miyauchi, Asuka Inoue, Francesco Raimondi, Tsukasa Kusakizako, Wataru Shihoya, Keitaro Yamashita, Norimichi Nomura, So Iwata, Tomohiro Nishizawa, Osamu Nureki
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
  • [学会発表] Cryo-EM structure of the MT1-Gi signaling complex2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okamoto, Hirotake Miyauchi, Asuka Inoue, Francesco Raimondi, Tsukasa Kusakizako, Wataru Shihoya, Keitaro Yamashita, Norimichi Nomura, So Iwata, Tomohiro Nishizawa, Osamu Nureki
    • 学会等名
      CBI学会2021年大会
  • [学会発表] ヒトメラトニン受容体シグナル伝達複合体のクライオ電子顕微鏡による単粒子解析2021

    • 著者名/発表者名
      岡本紘幸, 宮内弘剛, 井上飛鳥, Francesco Raimondi, 辻本浩一, 草木迫司, 志甫谷渉, 山下恵太郎, 寿野良二, 野村紀通, 小林拓也, 岩田想, 西澤知宏, 濡木理
    • 学会等名
      第94回日本生化学大会

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公開日: 2022-12-28   更新日: 2023-08-01  

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