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。

主要的药物发现靶标，G蛋白偶联受体（GPCR）在接受细胞外刺激后会改变其结构，从而通过与细胞内信号传导因子（如G蛋白和β-arrestin）复杂形成相应的细胞反应，从而引起相应的细胞反应。生长素素是胃分泌的一种肽激素，作用于GPCR生长素受体（GHSR），并表现出多种生理作用，例如增强饮食和促进生长激素分泌。这些生理效应来自许多信号通路的激活，例如GQ/11，GS，GI/O，G12/13，甚至是β-arrestin。因此，如果可以充分地确定生长素蛋白受体/信号传导因子的结构基础，则可以理解选择信号传导因子的分子机制并了解信号通路的整体图像，从而导致GHSR相关疾病的药物发展。为此，今年我们对GHSR和G蛋白进行了表达和纯化，这有助于使用Cryo-EM单个粒子分析有助于GHSR-G蛋白复合物的结构测定。使用SF9昆虫细胞以与我们在先前的研究中揭示的非活性GHSR结构相同的方式进行了表达方法。另外，该复合物是通过共表达产生的，其中与AnoNist结合的三聚体G蛋白与Anmonist结合，并与GHSR同时感染。这些复合物被证实具有足够的质量，可以通过凝胶过滤和CBB染色图像的分散体进行冷冻EM测量。当前正在通过低温EM测量和单个粒子分析方法对样品进行分析。

项目成果

スタンフォード大学(米国)

斯坦福大学（美国）