構造生物学に基づく脂質受容体のリガンド-二量体-活性化変換の解明と医薬応用

基于结构生物学和药物应用阐明脂质受体的配体二聚体激活转化

基本信息

批准号：
21H02633
负责人：
杉本幸彦
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Kumamoto University
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 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

プロスタグランジン(PG)は最も代表的な生理活性脂肪酸であり、GPCR受容体を介して多彩な作用を発揮する。本研究は、研究代表者がこれまでに得た予備的結果と最近解明されたPG受容体の結晶構造を基に、リガンドの負電荷カルボン酸と受容体の正電荷アルギニン(R)間のイオン結合が、安定的結合と二量体化を引き起こし、これがG蛋白質非依存性のβ-arrestin (βarr)活性化やヘテロ会合受容体の共役G蛋白質(ヘテロ)活性化を可能にするとの仮説を検証することで、脂肪酸リガンドに保存された受容体活性化機構の理解を目的とする。研究計画としては、①EP4受容体によるβarr活性化、②EP3受容体によるFP共役Gqのヘテロ活性化を解析の中心に据え、PGカルボン酸フリー/メチル体が野生型(WT)/RQ変異型受容体の二量体化に対して効力差があることを示し、リガンド-受容体間塩橋形成の寄与を調べる。内因性PG受容体による炎症作用をメチル体が回避することを示し、バイアス型作動薬や持続性作動薬の創出などに貢献する。他の脂質分子をリガンドとするGPCRについても検討し、本機構の普遍性を探る。これまでに、カルボン酸結合部位であるPG受容体・第7膜貫通ドメインのArg残基の変異体RQ変異体を作出し、PGカルボン酸フリー体による①EP4受容体を介したβarr活性化、②EP3受容体を介したヘテロ活性化は、いずれも低下することを見出した。現在、WT/RQ変異のEP3/EP4受容体に対するPGカルボン酸フリー/メチル体の結合活性やG蛋白質活性化が大きく変わらないことを検証するとともに、ホモ多量体化やヘテロ多量体化へのRQ変異の影響を検討中である。

前列腺素 (PG) 是最具代表性的生理活性脂肪酸，通过 GPCR 受体发挥多种作用。这项研究基于主要研究者获得的初步结果，以及最近阐明的 PG 受体的晶体结构，结合导致稳定的缔合和二聚化，从而导致不依赖于 G 蛋白的 β-抑制蛋白的形成。我们的目的是通过测试脂肪酸配体中保守的受体激活机制（βarr）激活和异源相关受体偶联G蛋白（异源）激活的假设来了解脂肪酸配体中保守的受体激活机制。该研究计划的重点是 (1) EP4 受体对 βarr 的激活和 (2) EP3 受体对 FP 缀合的 Gq 的异源激活我们发现，抗配体二聚化的效力存在差异，并研究了两者之间盐桥形成的贡献。配体和受体。这项研究表明，甲基形式避免了内源性 PG 受体的炎症效应，有助于产生偏向激动剂和长效激动剂。我们还将检查使用其他脂质分子作为配体的 GPCR，以探索该机制的普遍性。到目前为止，我们已经创建了PG受体第七跨膜结构域（即羧酸结合位点）中Arg残基的突变RQ突变体，并证明PG羧酸游离形式（1）通过EP4受体激活βarr , (2) 激活 EP3 我们发现两种受体介导的异质激活均减少。目前，我们正在验证WT/RQ突变体的EP3/EP4受体的PG游离/甲基形式的结合活性和G蛋白激活没有显着变化，并且我们也在研究RQ的同源多聚化和异源多聚化。考虑到这种突变的影响。