核磁気共鳴法を用いたGタンパク質共役型受容体によるシグナル制御機構の解明

利用核磁共振阐明 G 蛋白偶联受体的信号控制机制

基本信息

批准号：
21H02410
负责人：
幸福裕
金额：
$ 10.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

1.ケモカイン受容体のNMR解析条件の確立GPCRの一種であるケモカイン受容体における、Gタンパク質経路とアレスチン経路の活性化機構を解明するため、ケモカイン受容体のNMR解析を進めた。まず、メチオニンメチル基を選択的に標識したケモカイン受容体を調製し、NMRスペクトルを測定した。しかしながら、内在性のメチオニン残基のシグナルでは、リガンドによる変化が小さく、詳細な解析が困難であることがわかった。そこで、ケモカイン受容体の膜貫通領域の様々な部位に、変異によりメチオニン残基を導入し、NMR解析をおこなった。その結果、阻害剤と作動薬で化学シフトが異なるメチオニンプローブを複数見出すことに成功した。これにより、ケモカイン受容体のどの領域が構造変化することで、活性化が起こるのかを解明するための、NMR解析条件が確立できた。2.β2ARの構造モチーフの解析GPCRのGタンパク質経路とアレスチン経路の活性化機構の解明において、GPCRに共通するメカニズムはこれまで明らかになっておらず、その解明が望まれている。そこで、構造生物学的解析が進んでいるGPCRであるβ2アドレナリン受容体（β2AR）のNMR解析もあわせて進めることとした。β2ARには、安定同位体標識試料が多く得られるという利点がある。そこで、他のGPCRでは測定感度の観点から利用が困難な主鎖アミドプローブの観測を含めて、様々な標識法を検討した。その結果、GPCRに共通する構造モチーフ（PIF, DRY, NPxxY）について、それぞれのモチーフの構造変化を反映すると考えられる、NMRプローブを見出すことができた。本結果により、β2ARの各シグナル伝達経路の活性化メカニズムを、モチーフの構造変化の観点から解析するための基盤が確立できた。

1。建立趋化因子受体的NMR分析条件，以阐明趋化因子受体中G蛋白的激活机制和阻滞蛋白途径，一种GPCR，一种GPCR，NMR的趋化因子受体分析。首先，制备了具有选择性标记的蛋氨酸甲基的趋化因子受体，并测量了NMR光谱。但是，发现内源性蛋氨酸残基的信号几乎没有配体变化，因此详细的分析变得困难。因此，通过突变在趋化因子受体的跨膜区域的各个部位通过突变引入蛋氨酸残基，并进行了NMR分析。结果，我们成功地发现了抑制剂和激动剂之间具有不同化学位移的多种蛋氨酸探针。这允许建立NMR分析条件，以阐明趋化因子受体的哪些区域会发生结构变化以引起激活。 2。在阐明GPCR中G蛋白途径激活的机制和抑制蛋白途径中，对β2AR的结构基序的分析，GPCR所常见的机制尚未澄清，因此希望澄清这一点。因此，我们还决定进行NMR分析β2肾上腺素能受体（β2AR），这是一种正在进行结构生物学分析的GPCR。 β2AR的优点是它可以提供大量稳定的同位素标记的样品。因此，研究了各种标记方法，包括观察主链酰胺探针，从测量敏感性的角度来看，这些方法很难在其他GPCR中使用。结果，我们能够找到NMR探针，这些探针被认为反映了GPCR共有的结构基序（PIF，干，NPXXY）的每个基序的结构变化。这些结果已为分析β2AR的每个信号传导途径的激活机理的基础，从基序的结构变化的角度。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

東京大学大学院薬学系研究科生命物理化学教室ホームページ

东京大学药学研究生院生物物理化学系主页

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

アデノシンA2A受容体とリガンドの滞在時間を規定する構造基盤の解明

阐明决定腺苷 A2A 受体和配体停留时间的结构基础

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hisakazu Komori;Daichi Fujita;Yuma Shirasaki;Mayumi Arai,Qiunan Zhu;Ikumi Tamai;上田卓見，土田知輝，栗田政稔，水村拓也，今井駿輔，白石勇太郎，幸福裕，竹内恒，嶋田一夫
通讯作者：
上田卓見，土田知輝，栗田政稔，水村拓也，今井駿輔，白石勇太郎，幸福裕，竹内恒，嶋田一夫

インド工科大学(インド)

印度理工学院（印度）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Activation mechanism of the μ-opioid receptor by an allosteric modulator.

DOI：
10.1073/pnas.2121918119
发表时间：
2022-04-19
期刊：
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
影响因子：
11.1
作者：
通讯作者：

昆虫細胞発現系におけるアラニン選択標識法の開発

昆虫细胞表达系统中丙氨酸选择性标记方法的建立

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Liu W;Nakano M;Nakanishi T;Nakajima M;Tamai I.;幸福裕，横溝智貴，今井駿輔，白石勇太郎，五十嵐俊介，山口秀幸，水越利巳，鈴木榮一郎，嶋田一夫
通讯作者：
幸福裕，横溝智貴，今井駿輔，白石勇太郎，五十嵐俊介，山口秀幸，水越利巳，鈴木榮一郎，嶋田一夫