糖蛋白ホルモン受容体膜貫通領域の構造と機能

糖蛋白ホルモン受容体の中で特にLH(黄体化ホルモン)受容体を取り上げて、活性化型変異の分布の解析を行った。第6膜貫通部分にあるアスパラギン酸578は変異により活性化を起こすことが、研究代表者らにより、以前明らかにされたが、アスパラギンへの変異では活性化は起こさず、グルタミン酸、グリシン、セリン、ロイシンへの変異では活性化型となり、β-カルボニル基によって形成される水素結合が、非活性化状態維持のために重要であることが明らかとなった。タイロシン、フェニルアラニンへの変異では、更に強い活性化が起こることより、この位置に体積の大きなフェニル基が導入されることにより、受容体の非活性化状態が更に不安定化することが明らかとなった。第3細胞内ループのアスパラギン酸564も変異によって活性化を起こすが、アスパラギン酸578の場合とは逆に、それはグルタミン酸への変異では起こらず、アスパラギン他への変異で認められた。すなわち、アスパラギン酸564はその負電荷によって受容体の非活性化状態維持をしていることが明らかとなった。また、アスパラギン酸578とアスパラギン酸564に共に変異を導入することにより、活性化の程度は相加的になることから、これらの活性化機序は全く独立であることが証明された。アスパラギン酸578によって形成される水素結合の相手を探すため、コンピュータ解析を行ったところ、第7膜貫通へリックスのアスパラギン619がその候補と考えられた。アスパラギン酸578とアスパラギン619両方に変異を起こさせたところ、変異させたアミノ酸側鎖の長さの和が野生株とほぼ同じものでは、個々の変異で見られる活性化は欠如していた。すなわち、このダブル変異では野生株と同様の側鎖間の結合をもつことが考えられ、アスパラギン酸578とアスパラギン619が水素結合をして受容体の非活性化型状態を維持しているものと考えられた。

糖蛋白ホルモン受容体の中で特にLH(黄体化ホルモン)受容体を取り上げて、活性化型変異の分布の解析を行った。第6膜貫通部分にあるアスパラギン酸578は変異により活性化を起こすことが、研究代表者らにより、以前明らかにされたが、アスパラギンへの変異では活性化は起こさず、グルタミン酸、グリシン、セリン、ロイシンへの変異では活性化型となり、β-カルボニル基によって形成される水素結合が、非活性化状態維持のために重要であることが明らかとなった。タイロシン、フェニルアラニンへの変異では、更に強い活性化が起こることより、この位置に体積の大きなフェニル基が導入されることにより、受容体の非活性化状態が更に不安定化することが明らかとなった。第3細胞内ループのアスパラギン酸564も変異によって活性化を起こすが、アスパラギン酸578の場合とは逆に、それはグルタミン酸への変異では起こらず、アスパラギン他への変異で認められた。すなわち、アスパラギン酸564はその負電荷によって受容体の非活性化状態維持をしていることが明らかとなった。また、アスパラギン酸578とアスパラギン酸564に共に変異を導入することにより、活性化の程度は相加的になることから、これらの活性化機序は全く独立であることが証明された。アスパラギン酸578によって形成される水素結合の相手を探すため、コンピュータ解析を行ったところ、第7膜貫通へリックスのアスパラギン619がその候補と考えられた。アスパラギン酸578とアスパラギン619両方に変異を起こさせたところ、変異させたアミノ酸側鎖の長さの和が野生株とほぼ同じものでは、個々の変異で見られる活性化は欠如していた。すなわち、このダブル変異では野生株と同様の側鎖間の結合をもつことが考えられ、アスパラギン酸578とアスパラギン619が水素結合をして受容体の非活性化型状態を維持しているものと考えられた。