バイアスリガンドによるGPCRのシグナル伝達制御機構の解明

阐明偏向配体对 GPCR 信号转导的控制机制

基本信息

批准号：
26893041
负责人：
幸福裕
金额：
$ 0.92万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-08-29 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

創薬標的分子として重要なGタンパク質共役型受容体 (GPCR) の一種であるβ2アドレナリン受容体 (β2AR) を、再構成高密度リポタンパク質（rHDL）の脂質二重膜に再構成した。これを用いて、様々な薬剤について、Gタンパク質およびアレスチンを介したシグナル伝達経路の活性化能を独立に定量するアッセイ系を構築した。β2ARのメチオニンメチル基を13C標識し、その周囲を2H標識した試料の調製に成功した。この試料を用いて界面活性剤ドデシルマルトシド中でのNMR解析をおこなった結果、β2ARの細胞内側に存在するM215由来のNMRシグナルを様々な薬剤結合状態で高感度に観測することに初めて成功した。アレスチンを介したシグナル伝達経路のみを選択的に活性化する薬剤であるカルベジロールが結合したβ2ARのNMR解析をおこなった。その結果、M215由来のNMRシグナルの化学シフトは、すべてのシグナル伝達経路を活性化する、通常のリガンドと異なっていることが分かった。カルベジロールを含む様々な薬剤について、M215由来のNMRシグナルの化学シフトと、Gタンパク質およびアレスチンを介したシグナル伝達経路の活性化能の対応を解析した。この結果から、β2ARはGタンパク質を選択的に活性化する構造とアレスチンを選択的に活性化する構造の平衡にあること、カルベジロール結合状態では、その平衡がアレスチンを選択的に活性化する構造に偏っていると結論した。

将β2肾上腺素能受体（β2AR）（β2AR）（一种G蛋白偶联受体（GPCR）作为药物发现靶标分子很重要）被重构为重构高密度脂蛋白（RHDL）的脂质双层膜。这被用来构建一个独立量化G蛋白和抑制蛋白介导的信号通路能力的测定系统。成功制备了一个样品，其中β2AR的蛋氨酸甲基甲基被标记为13C，周围区域被标记为2H标记。使用此样品，在表面活性剂十二烷基甲固醇中进行了NMR分析，我们首次能够观察到来自M215的NMR信号，该信号具有高敏性，在各种药物结合状态下存在于β2AR的细胞内，具有高敏感性。我们对与卡维醇结合的β2AR进行了NMR分析，该药物仅有选择地激活抑制蛋白介导的信号传导途径。结果表明，M215衍生的NMR信号的化学位移与激活所有信号通路的正常配体不同。对于包括卡维醇在内的各种试剂，我们分析了M215的NMR信号中的化学位移与通过G蛋白和阻止蛋白激活信号通路的能力之间的对应关系。从这些结果中，我们得出结论，β2AR在选择性激活G蛋白的结构与选择性激活逮捕蛋白的结构之间处于平衡状态，并且在甲状腺杆菌结合的状态下，平衡偏向于选择性激活抑制蛋白的结构。