変異蛋白質を用いた無脊椎動物型ロドプシンを含む多様な視物質の機能発現機構の比較

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640678
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 寺北 明久 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30212062)
• Keywords: ロドプシン / オプシンファミリー / 多様性 / レチナール・シッフ塩基 / 対イオン / G蛋白質

Research Abstract

本研究では、少なくとも5つのサブグループに分けられるロドプシングループの機能発現メカニズムを比較解析する目的で、Go型G蛋白質供役ロドプシングループ(Go-ロドプシン)とペロプシングループ(Per-ロドプシン)とに属するロドプシンを用いて、(1)可視光受容に必須である対イオンを同定・比較するとともに(2)G蛋白質活性化機構の比較解析を目指した。
(1)対イオンの比較研究:脊椎動物グループのオプシングループでは、その対イオンは113番目のグルタミン酸であることが明らかになっている。Go-ロドプシンとPer-ロドプシンの113番目のアミノ酸残基はチロシンであり、δ-のかたちで対イオンとして機能する可能性が考えられた。そこで、チロシンをフェニルアラニンへと置換した変異体Go-ロドプシンとPer-ロドプシンをヒト腎臓細胞を用いて発現させ、分光学的に解析を行った。その結果、113番目のチロシンは対イオンとして機能しておらず、対イオンは他の位地に存在することが明らかになった。
(2)G蛋白質活性化機構の比較解析:これまでの研究から脊椎動物ロドプシンでは、細胞内第3ループはG蛋白質選択性に関わることを明らかにしてきた。そこで、Go-ロドプシンとPer-ロドプシンの第3ループの役割を調べる弟1段階として、Go-ロドプシンのG蛋白質活性測定の条件を最適化することを試みた、生理的温度でG蛋白質の活性化を測定出来る系を確立した。具体的には、Go-ロドプシンを精製する際に脂質を添加することにより、Go-ロドプシンの光活性化時での変性をなくすことが出来た。

Research Products

• [Publications] T.Yamashita: "The second cytoplasmic loop of metabotropic glutamate receptor functions at the third loop position of rhodopsin"J. Biochem.. 130. 149-155 (2001)
• [Publications] A.Terakita: "Functional interaction between bovine rhodopsin and G protein transducin"J. Biol. Chem.. 277. 40-46 (2002)
• [Publications] T.Nagata: "Isomer-specific interaction of the retinal chromophore with threonine-118 in rhodopsin"J. Phys. Chem.. (印刷中). (2002)