代謝型グルタミン酸受容体C末端領域によるシグナル伝達制御機構の解明

代谢型谷氨酸受体C末端区域信号转导控制机制的阐明

基本信息

批准号：
17023047
负责人：
立山充博
金额：
$ 1.41万
依托单位：
National Institute for Physiological Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)のサブタイプのひとつであるmGluR1は、G蛋白質共役型の受容体であるが、複数のG蛋白質(Gs、Gq、Gi)と機能的に共役し、さらに、小脳において非選択性陽イオン電流を発現させるなど、多様な機能を示す受容体である。多様なmGluR1の機能を制御するメカニズムを探るために、イメージングの技法を用いて研究を行った。実験方法として、mGluR1が複数のG蛋白質を活性化する過程を、Ca^<2+>指示薬とcAMP感受性蛋白質を用いて可視化した。細胞内Ca^<2+>濃度およびcAMP濃度上昇は、それぞれ、GqおよびGs蛋白質の活性化を反映するものである。多様な機能を制御するメカニズムの一つして、異なるリガンドによる異なる活性型構造を見出し、PNAS誌にて報告した。グルタミン酸のみならず三価陽イオンのGd^<3+>もmGluR1を活性化することが知られているが、グルタミン酸がGqおよびGs系を活性化するのに対して、Gd^<3+>はGq系のみを活性化するという結果から得られたものである。一方、細胞内の受容体C末端領域による機能制御の可能性について検討するため、本実験系で以下の知見について確認した。i)C末端領域の膜近位にあるRRKKという陽電荷クラスターがmGluR1とGs蛋白質との共役を阻害すること、ii)長いC末端領域が陽電荷クラスターをマスクすること。C末端領域は約350アミノ酸残基からなり、RRKKは細胞膜直下から40番目に位置している。そこで、RRKKの配列をマスクするのに重要な部位を検索するため、C末端領域をいろいろな長さで削ったところ、C末端領域遠位の90残基を削ることで、Gs系の活性化が消失することが明らかとなった。この遠位部には、陰電荷クラスターが存在するため、上記のRRKKと静電的に相互作用して、mGluR1のシグナル伝達を制御するという可能性を見出した。

MGLUR1是代谢谷氨酸受体（MGLUR）的亚型之一，是G蛋白偶联受体，但是一种以多种方式起作用的受体，在功能上与多种G蛋白（GS，GQ，GI）偶联，并且也表达了非选择性阳离子阳离子水流。为了探索调节各种MGLUR1函数的机制，使用成像技术进行了研究。作为一种实验方法，使用CA^<2+>指示剂和cAMP敏感蛋白来观察MGLUR1激活多种G蛋白的过程。细胞内Ca^<2+>浓度增加和cAMP浓度分别反映了GQ和GS蛋白的激活。发现了调节各种功能的一种机制，即通过不同配体的不同活性结构，并在PNAS杂志中进行了报道。已知它不仅众所周知，而且还已知三价阳离子GD^<3+>也可以激活MGLUR1，而且从谷氨酸激活GQ和GS系统的结果中获得，而GD^<3+>仅激活GQ系统。另一方面，为了研究细胞内受体C末端区域功能调节的可能性，在该实验系统中证实了以下发现。 i）一个称为RRKK的正电荷簇，它靠近C末端区域的膜，抑制了MGLUR1和GS蛋白的缀合，ii）长C末端区域掩盖了正电荷簇。 C末端区域由大约350个氨基酸残基组成，RRKK位于细胞膜正下方的40位。因此，为了搜索对于掩盖RRKK序列很重要的位点，将C末端区域削减了各个长度，并且发现削减了C-C末端远端的90个残基消除了GS系统的激活。由于在该远端区域存在负电荷簇，我们发现它们可能与上述RRKK静电相互作用以调节MGLUR1信号传导。