Molecular recognition mechanism of adrenaline receptors studied by ESI- ion trap spectroscopy

ESI-离子阱光谱研究肾上腺素受体的分子识别机制

• 批准号: 20H00372
• 负责人: 藤井 正明
• 金额: $ 28.62万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00372/
• 关键词: 赤外分光; 分子認識; レーザー分光; 受容体; ペプチド; アドレナリン受容体; カテコールアミン神経伝達物質; 質量分析; 冷却イオントラップ

神経伝達過程は受容体が特定の神経伝達物質を分子認識することで制御されている。その分子認識は鍵と鍵穴と呼ばれ受容体のポケットと神経 伝達物質の形や表面電荷の相補性に起因するとされている。しかし受容体も神経伝達物質も柔軟性を有する分子であり、柔らかな分子同士がな ぜ「鍵と鍵穴」と言われる精密な分子認識を行えるのか明確に答えることは難しい。そこで本研究は分子間相互作用を最も正確に調べられる気 相分子分光法をこの問題に適用する。受容体の分子認識を司る局所構造ペプチド(受容体ポケット)を取り出し、種々の分子との分子間錯体を形 成させ、エレクトロスプレー冷却イオントラップ分光法を適用して、赤外・紫外スペクトルによりその構造を解析する。これにより、認識され る分子のみならず、認識されない分子が結合することによる受容体ポケットの構造変形を解析し、柔らかな分子同士の分子認識機構を分子間相互作用の観点から解明する。この目的のため、種々のリガンド分子に対するアドレナリン受容体の分子認識を、アドレナリン及びその類縁分子のフェノールOH基を改変した種々のリガンド分子の複合体に対して冷却イオントラップ分光を適用した。さらに、種々のα-及びβ-アドレナリン受容体のカテコールOH基認識部位の部分配列ペプチドとアドレナリン／イソプレナリンとの複合体に対して冷却イオントラップ分光 を適用した。以上により、分子認識は，SIVSFの2つのセリン残基の相対配置がリガンド分子のフェノールOH基との相互作用に大きく影響を与えていることを明らかにした。これを実行するため、四重極質量分析器を新たに導入し，冷却イオントラップで生成したタグ分子付きのイオンをサイズ選別できる様にした。

The process of 神経伝reaching the body is the specific 神経伝reaching the substance and the molecular recognition is the control されている.そのmolecules recognize は と key hole とcall ば れ acceptor のポ ケ ッ ト と神経 伝 Damat のshape や surface charge の complementary に origin するとされている.しかしReceiver も神経伝达 Material もsoftness を有するmolecule であり、soft らかなmolecule 同士がなぜ「Key とKey hole」と语われるPrecisionなMolecular understandingを行えるのかclearにAnswerえることはdifficultyしい. In this study, the intermolecular interaction is the most accurate and the phase molecular spectrometry is suitable for the problem. Acceptor molecule recognition system is constructed by the Department of Receiver (acceptor holder), and the type of molecule is in the form of an intermolecular complex.成させ, エレクトロスプレー cooling イオントラップ spectroscopic method is suitable Analyze the structure using して, infrared and ultraviolet スペクトルよりその structure.これにより、Knowing されるmolecule のみならず, recognize されないmolecule がcombination することによるacceptor ポケットのstructural value The structure of the molecule is the understanding of the structure of the molecule and the point of the interaction between the molecules.このpurposeのため, species 々のリガンドmolecule に対するアドレナリン acceptor のmolecule recognition を, アドレナリン and びその縁Molecular のフェノールOH group を changed 変したkind 々のリガンド molecule のcomplex に対して cooling イオントラップ spectroscopic を applicable した. Partial distribution of the OH group recognition site of さらに, 々のα- and びβ-アドレナリン acceptor The column of ペプチドとアドレナリン／イソプレナリンとのcomplex に対して cooling イオントラップ spectroscopyをApplicable. Based on the above analysis and molecular understanding, the corresponding configuration of SIVSF's 2 residues can be divided into two parts: Sub-のフェノールOH-based とのinteraction に大きく Impact を and えていることを明らかにした.これを実行するため、Quadruple polar mass analyzer を新たに introduced し, cooling イオントThe ラップでgenerated したタグmolecule pays きのイオンをサイズselect the できる様にした.

项目成果

U. Paris-Saclay(フランス)

U.巴黎-萨克雷（法国）

Cold Ion Trap Infrared Spectroscopy of Alkali Metal Ions Complexes with a Partial Peptide of the Selectivity Filter in Potassium Channels

钾通道选择性滤光片部分肽与碱金属离子配合物的冷离子阱红外光谱

• 发表时间: 2021
• 作者: Takeshi Yamamoto;Takuya Takahashi;Ryo Murakami;Naoto Ariki;Michinori Suginome;Masaaki Fujii
• 通讯作者: Masaaki Fujii

PNNL/U Washington(米国)

PNNL/华盛顿大学（美国）

Gas phase protonated nicotine is a mixture of pyridine- and pyrrolidine-protonated conformers: implications for its native structure in the nicotinic acetylcholine receptor

气相质子化尼古丁是吡啶和吡咯烷质子化构象异构体的混合物：对其烟碱乙酰胆碱受体中天然结构的影响

• DOI: 10.1039/d1cp05175j
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Chemistry Chemical Physics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Takeda Naoya;Hirata Keisuke;Tsuruta Kazuya;Santis Garrett D.;Xantheas Sotiris S.;Ishiuchi Shun-ichi;Fujii Masaaki
• 通讯作者: Fujii Masaaki

Cold ion trap spectroscopy of complex systems in Tokyo Tech

东京工业大学复杂系统的冷离子阱光谱学

• 发表时间: 2021
• 作者: Kaiyue Dong;Bing Hu;Bang Lu;Md Harun Al Rashid;Satoru Takakusagi;Keiko Miyabayashi;Kotaro Higashi;Tomoya Uruga;Yasuhiro Iwasawa;Kiyotaka Asakura;田中友晃，山崎雄一，児島一聡，大島武;Shun-Ichi Ishiuchi
• 通讯作者: Shun-Ichi Ishiuchi