GCase受容体の構造生物学ーリガンドの認識機構と結合シグナルの分子内伝達機構

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グアニル酸シクラーゼ（GCase）受容体は、細胞外にリガンド結合（LB）ドメインを、細胞内にGCaseドメインを持ち、2量体として機能する。私たちはこれまでに、血圧・体液バランスの維持に不可欠なGC-A受容体について、LBドメインと心房型ナトリウム利尿ペプチド（ANP）の複合体のX線結晶解析を行い、2量体LBドメインの中心にANP１分子が結合し、LBドメインを旋回させることを明らかにした。本研究は、旋回運動に主眼を置いてGCase受容体の①リガンドを認識する機構と②結合シグナルを膜内へ伝達し、GCaseを活性化する機構を明らかにすることを目的としている。これまでにGC-A受容体のLBドメイン・C末端欠損変異型ANP複合体の構造解析では、LBドメインの旋回角度に違いを見出したが、独自開発した、Blue-native PAGEを用いた「リガンド結合による受容体の二量体形成を直接観察可能な系」において、欠損変異型ANPは受容体に対する結合親和性も低下していることが明らかになっており、構造解析で見出した旋回角度の違いがGCase活性に与える影響を正しく評価するためには、GCase活性のキネティックス解析が不可欠であった。しかしGCase活性測定のためのcGMPの定量には、ELISAのように時間的、金銭的にコストの大きい手法を用いてきたことから、GC-A受容体の誘導発現細胞株にcGMPのバイオマーカーを構成的に発現させることによって、低コストでリアルタイムにかつ簡便にGC活性を比較できる系をおおむね確立した。