レセプターとの相互作用様式にもとづく昆虫前胸腺刺激ホルモンの種特異性の解明

基于昆虫促甲状腺激素与受体的相互作用模式阐明其物种特异性

基本信息

批准号：
14J08461
负责人：
此上祥史
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昆虫の脱皮や変態などを制御する神経ペプチド・前胸腺刺激ホルモン（PTTH）は、異なる昆虫種間でほとんど交差活性を示さない。私は、このPTTHの標的特異性の全容を解明することを目的として、そのレセプターTorsoによる厳格なリガンド認識機構を研究した。平成26年度には、カイコガTorsoが、膜貫通領域にある分子間ジスルフィド架橋を介した二量体を形成することで、PTTH刺激依存的な応答を引き起こしていることを明らかにした。このことから、Torsoの膜貫通領域は、PTTHの直接的な結合部位ではないものの、PTTHとの特異的相互作用に間接的に関与しているものと考えるに至った。そこで、平成27年度は、(1)まず、膜貫通領域の3つのシステイン残基をすべてフェニルアラニンに置換した変異体（FFF変異体）を調製し、架橋剤Sulfo-EGSを用いてその会合状態を野生型と比較した。分子間ジスルフィド架橋のないFFF変異体でも非共有結合的な二量体形成が観測されたものの、野生型とFFF変異体とでは架橋剤に対する反応性が異なっていた。Sulfo-EGSは脂質膜に侵入・透過できない親水性架橋剤であることから、Sulfo-EGSに対する反応性の違いは、まさに野生型とFFF変異体とで細胞外領域の構造が明らかに異なっていることを示しており、分子間ジスルフィド架橋の有無がリガンド結合部位の構造に大きく影響する可能性を示した。(2)次に、対照試料として、同じ鱗翅目に属しTorso遺伝子が入手可能なヨトウガのPTTHを調製した。カイコガPTTHと同様にブレビバチルス菌を用いて発現させたところ、カイコガPTTHよりは収量は劣るものの、活性型のヨトウガPTTHを得ることに成功した。今後、Torso膜貫通領域の分子間架橋の存在を考慮しながら、カイコガとヨトウガとでPTTH-Torsoの相互作用に必要な残基を同定・比較することで、PTTHが示す標的特異性を分子構造レベルで明らかにする予定である。

前胸激素（PTTH）是一种控制昆虫蜕皮和变态的神经肽，在不同昆虫物种之间几乎没有交叉活性。为了阐明 PTTH 靶标特异性的全部范围，我研究了其受体 Torso 的严格配体识别机制。 2014年，我们发现蚕躯干通过跨膜区域的分子间二硫桥形成二聚体来诱导PTTH刺激依赖性反应。这使我们相信，虽然躯干跨膜区不是PTTH的直接结合位点，但它间接参与了与PTTH的特异性相互作用。因此，在2015年度，（1）首先，我们制备了跨膜区的三个半胱氨酸残基全部被苯丙氨酸取代的突变体（FFF突变体），并使用交联剂Sulfo-EGS检查了其缔合状态。与野生型相比。尽管在缺乏分子间二硫键的FFF突变体中观察到非共价二聚体形成，但野生型和FFF突变体对交联剂的反应性不同。由于Sulfo-EGS是一种亲水性交联剂，不能穿透或渗透脂质膜，因此对Sulfo-EGS的反应性差异是由于野生型和FFF突变体之间胞外区域的结构存在明显差异。表明分子间二硫键的存在或不存在可能极大地影响配体结合位点的结构。 (2)接下来，作为对照样品，我们从粘虫中制备了PTTH，粘虫属于鳞翅目，并且具有躯干基因。当使用短芽孢杆菌以与蚕蛾PTTH相同的方式表达时，我们成功获得了活性粘虫PTTH，尽管产量低于蚕蛾PTTH。未来，我们将鉴定和比较家蚕和粘虫中PTTH-躯干相互作用所需的残基，考虑到躯干跨膜区分子间交联的存在，从而通过其分子结构阐明PTTH的靶点特异性。拟在层面予以明确。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

昆虫前胸腺刺激ホルモンのレセプターTorsoはジスルフィド結合を介して二量化している

昆虫前胸激素受体躯干通过二硫键二聚化

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
此上祥史; 楊易文; 荻原麻理; 引場樹里; 片岡宏誌; 齋藤一樹
通讯作者：
齋藤一樹

Secretory expression of cabbage armyworm prothoracicotropic hormone in Brevibacillus choshinensis.

甘蓝粘虫促胸腺激素在短杆菌中的分泌表达。

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
2.4
作者：
Yusuke Yamashita; Tadafumi Konogami; Yiwen Yang; Tamari Hoshikawa; Masatoshi Iga; Hiroshi Kataoka; Kazuki Saito
通讯作者：
Kazuki Saito

Torso, an insect prothoracicotropic hormone receptor, possessing a very unique dimeric structure as a receptor tyrosine kinase.

躯干是一种昆虫促前胸腺激素受体，具有非常独特的二聚体结构作为受体酪氨酸激酶。