グレリン受容体のシグナル伝達選択機構の構造基盤

ghrelin受体信号选择机制的结构基础

• 批准号: 22KK0099
• 负责人: 浅田 秀基
• 金额: $ 12.81万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-10-07 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KK0099/
• 关键词: Gタンパク質共役受容体; グレリン受容体; バイスシグナリング; クライオ電子顕微鏡

主要な創薬ターゲットであるGタンパク質共役型受容体 (GPCR) は、細胞外の刺激を受容するとその構造を変化させ、Gタンパク質やβアレスチンなどの細胞内シグナル伝達因子との複合体形成を介してそれぞれに対応した細胞応答を惹起する。グレリンは、胃から分泌されるペプチドホルモンで、GPCRであるグレリン受容体（GHSR）に作用して摂食亢進や成長ホルモンの分泌促進などの多彩な生理作用を示す。これらの生理作用は、Gq/11、Gs、Gi/o、G12/13、さらにβアレスチンといった多くのシグナル伝達経路を活性化されることに由来される。従って、グレリン受容体/シグナル伝達因子の構造基盤を十分にすることができれば、シグナル伝達因子を選択する分子機構の理解やシグナル伝達経路の全体像の把握することが可能となり、GHSR関連疾患に対する医薬品の開発へ繋がる。そのために本年度はcryo-EM単粒子解析法によるGHSR-Gタンパク質複合体の構造決定に資するGHSRおよびGタンパク質の発現・精製を行った。発現方法は先行研究で我々が明らかにした不活性型GHSRの構造と同様にsf9昆虫細胞を用いて行った。また、アゴニストが結合した活性型GHSRに共役する3量体Gタンパク質をGHSRと同時に感染させる共発現法により複合体を生産した。これらの複合体はcryo-EM測定に十分な質であることがゲル濾過の分散およびCBB染色像から確認できた。現在、このサンプルについてcryo-EMによる測定および単粒子解析法による解析中である。

G 蛋白偶联受体 (GPCR) 是主要的药物靶点，当它们接受细胞外刺激时，它们的结构会发生变化，并通过与细胞内信号因子（例如 G 蛋白和 β-arrestin）形成复合物来发挥作用，从而诱导相应的细胞反应。生长素释放肽是一种从胃分泌的肽激素，作用于生长素释放肽受体 (GHSR)（一种 GPCR），并表现出多种生理效应，包括增加摄食和生长激素分泌。这些生理效应源自许多信号转导通路的激活，如Gq/11、Gs、Gi/o、G12/13，甚至β-arrestin。因此，如果我们能够充分了解ghrelin受体/信号转导因子的结构基础，就有可能了解选择信号转导因子的分子机制，掌握信号转导通路的全貌，从而促进细胞因子的发展。这将导致 GHSR 相关疾病的药物的开发。为此，今年我们使用冷冻电镜单颗粒分析表达并纯化了 GHSR 和 G 蛋白，这将有助于确定 GHSR-G 蛋白复合物的结构。该表达方法是使用 sf9 昆虫细胞进行的，类似于我们在之前的研究中揭示的非活性 GHSR 的结构。此外，通过共表达方法产生复合物，其中与结合有激动剂的活性GHSR偶联的三聚体G蛋白同时被GHSR感染。从凝胶过滤分散体和 CBB 染色图像证实，这些复合物的质量足以进行冷冻电镜测量。目前，该样品正在通过冷冻电镜进行测量并通过单颗粒分析进行分析。

项目成果

スタンフォード大学(米国)

斯坦福大学（美国）