| 研究課題/領域番号 |
21H02410
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
幸福 裕 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (80737940)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | 核磁気共鳴法 / 膜タンパク質 / Gタンパク質共役型受容体 / シグナル伝達 |
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| 研究実績の概要 |
1.GPCRのアロステリックモジュレーターによる活性制御機構の解明
Gタンパク質共役型受容体（GPCR）について、内因性作動薬と同時に結合し、シグナル伝達活性を変調させるアロステリックモジュレーターが知られているが、その活性変調機構は不明であった。そこで、GPCRの一種であるμオピオイド受容体（μOR）に、内因性作動薬の類縁体であるDAMGOと、アロステリックモジュレーターBMS-986122が結合した状態のNMR解析をおこなうこととした。メチオニンを選択的に13C標識し、他の残基の多くを2H標識したμORを調製した。μORのTM6細胞内側のM283 残基由来のシグナルが3個観測され、M283近傍が3状態を交換する動的平衡にあることが明らかになった。さらに、μORのシグナル伝達活性とNMRシグナルとの相関から、M283近傍に観測された3状態は、活性の高いFully Activated（FA）構造、活性の低いPartially Activated（PA）構造、活性の無いInactived（I）構造を反映していることが示された。BMS-986122添加時には、IおよびPA構造の存在比が減少し、FA構造の存在比が増加することでμORの活性が上昇していることが示唆された。
2.GPCRによるアレスチンの活性制御機構の解明
GPCRが細胞内のアレスチンに結合し、活性化すると、MAPキナーゼカスケードの活性化など、多様なシグナル応答が引き起こされるが、アレスチンの活性化機構は不明であった。GPCRの一種であるβ2アドレナリン受容体に結合したアレスチンのNMR解析をおこなうことで、GPCRのリン酸化されるC末端および、GPCRの膜貫通領域が共同的にアレスチンの活性化を引き起こすメカニズムが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初の計画では、GPCRのアロステリックモジュレーターによる活性制御機構を解明することとしていたが、これに加えて、GPCRのアレスチン制御機構の解明も進展し、いずれについても論文発表をおこなうことができたため、当初の計画以上に進展していると考えた。
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| 今後の研究の推進方策 |
GPCRの活性制御機構の解明において、Gタンパク質とアレスチンの両経路の活性化がどのように制御されるかを解明することは重要である。いくつかのGPCRにおいて、Gタンパク質またはアレスチンの一方を選択的に活性化するリガンドが知られていることから、それらのリガンドが結合した状態における、GPCRのNMR解析を進めることで、両経路の活性化機構の解明を目指す。
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