バイアスリガンドによるGPCRのシグナル伝達制御機構の解明

阐明偏向配体对 GPCR 信号转导的控制机制

基本信息

批准号：
26893041
负责人：
幸福裕
金额：
$ 0.92万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-08-29 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

創薬標的分子として重要なGタンパク質共役型受容体 (GPCR) の一種であるβ2アドレナリン受容体 (β2AR) を、再構成高密度リポタンパク質（rHDL）の脂質二重膜に再構成した。これを用いて、様々な薬剤について、Gタンパク質およびアレスチンを介したシグナル伝達経路の活性化能を独立に定量するアッセイ系を構築した。β2ARのメチオニンメチル基を13C標識し、その周囲を2H標識した試料の調製に成功した。この試料を用いて界面活性剤ドデシルマルトシド中でのNMR解析をおこなった結果、β2ARの細胞内側に存在するM215由来のNMRシグナルを様々な薬剤結合状態で高感度に観測することに初めて成功した。アレスチンを介したシグナル伝達経路のみを選択的に活性化する薬剤であるカルベジロールが結合したβ2ARのNMR解析をおこなった。その結果、M215由来のNMRシグナルの化学シフトは、すべてのシグナル伝達経路を活性化する、通常のリガンドと異なっていることが分かった。カルベジロールを含む様々な薬剤について、M215由来のNMRシグナルの化学シフトと、Gタンパク質およびアレスチンを介したシグナル伝達経路の活性化能の対応を解析した。この結果から、β2ARはGタンパク質を選択的に活性化する構造とアレスチンを選択的に活性化する構造の平衡にあること、カルベジロール結合状態では、その平衡がアレスチンを選択的に活性化する構造に偏っていると結論した。

β2肾上腺素受体（β2AR）是一种重要的药物靶分子G蛋白偶联受体（GPCR），被重构到重构高密度脂蛋白（rHDL）的脂质双层膜中。利用这一点，我们构建了一个检测系统来独立量化各种药物激活 G 蛋白和抑制蛋白介导的信号转导途径的能力。我们成功制备了β2AR的蛋氨酸甲基被13C标记、周围区域被2H标记的样品。使用该样品，我们对表面活性剂十二烷基麦芽糖苷进行了NMR分析，并首次成功地观察到了来自β2AR细胞内的M215的NMR信号，并且在各种药物结合状态下具有高灵敏度。我们对与卡维地洛结合的 β2AR 进行了 NMR 分析，卡维地洛是一种仅选择性激活抑制蛋白介导的信号转导途径的药物。结果表明，M215 产生的 NMR 信号的化学位移与常用配体的化学位移不同，它激活了所有信号通路。对于包括卡维地洛在内的各种药物，我们分析了 M215 衍生的 NMR 信号的化学位移与其激活 G 蛋白和抑制蛋白介导的信号转导途径的能力之间的对应关系。这些结果表明，β2AR处于选择性激活G蛋白的结构和选择性激活视紫红质抑制蛋白的结构之间的平衡，并且在卡维地洛结合状态下，该平衡是选择性激活视紫红质抑制蛋白的结构，我得出结论，它是有偏差的。。