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光受容体ロドプシンと多様なG蛋白質共役型受容体との構造変化過程の比較研究

光感受器视紫红质与各种G蛋白偶联受体结构变化过程的比较研究

基本信息

批准号：
02J01016
负责人：
山下高廣
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、研究のよく進んでいる光受容体ロドプシンと他のG蛋白質共役型受容体(GPCR)との構造変化を比較し、一次構造の単なる比較からは浮かび上がらないG蛋白質活性化の必須要件を明らかにすることを目指す。本年度は研究計画に基づき、ロドプシンとは一次構造の類似性がなく、細胞質領域の構造変化過程の詳細が解っていない代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)を用いて、細胞質領域における種々の変異体を作製しG蛋白質活性化メカニズムについての解析を行った。1、昨年度は、mGluR8を用いたリガンド結合能およびG蛋白質活性化能を定量的に測定できる系を確立した。本年度はその系を用いて、mGluR8の細胞質領域にシステインを導入した変異体の解析を行った。その結果、ヘリックス7の細胞質側にシステインを導入した変異体において、酸化剤の添加によるジスルフィド結合の形成によりG蛋白質活性化能が低下することを見いだした。mGluRは二量体で存在することと併せると、二分子のmGluRのヘリックス7同士の距離の変化が活性化に関与することが考えられた。2、mGluRでG蛋白質活性化に重要である細胞質第2ループについて、アラニンに置換した変異体を網羅的に作製し、どの残基が機能的に重要か検討した。その結果、活性化能が著しく低下する残基はN末端側(ヘリックス3側)に多く、またC末端側(ヘリックス4側)には置換によりリガンド非依存的な活性化能が上昇する残基を見いだした。このような構成的活性化変異体ではリガンドを結合していなくても受容体の活性化状態を模倣していると考えられ、mGluRの活性化におけるヘリックス4の構造変化の重要性を示唆している。

In this study, the structural changes of photoreceptors and other G protein co-active receptors (GPCRs) were compared, and the essential elements for G protein activation were clarified. This year's research project focuses on the analysis of basic structure, similarity of primary structure, structural transformation process in cytoplasmic domain, utilization of metabotropic acid receptor (mGluR), and heterogeneous process in cytoplasmic domain. 1. The quantitative determination of binding energy and G protein activation energy of mGluR8 was established yesterday. This year, the analysis of different genes in the cytoplasmic domain of mGluR8 was carried out. As a result, the protein activity of G protein was decreased when the protein was introduced into the cytoplasm, and when the protein was added to the cytoplasm, the protein binding was reduced. mGluR is a binary molecule, and the distance between mGluR and mGluR is a binary molecule, and the distance between mGluR and mGluR is a binary molecule. 2. The activation of mGluR G protein is important for the function of the second part of the cytoplasm. As a result, residues with lower activation energy were found on the N-terminal side (side 3) and residues with higher activation energy on the C-terminal side (side 4). The importance of the structural transformation of the active variant of mGluR is demonstrated by the study of the activation of mGluR.