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構成的活性変異に注目した代謝型グルタミン酸受容体の構造・機能連関の解析

代谢型谷氨酸受体的结构-功能关系分析，重点关注组成型激活突变

基本信息

批准号：
08J01259
负责人：
柳川正隆
金额：
$ 1.15万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)は我々の脳神経系においてシナプス伝達制御を担うGタンパク質共役型受容体(GPCR)であり、統合失調症やパーキンソン病をはじめとする神経疾患治療薬の標的としても注目されている。また、mGluRは常にホモ二量体を形成して機能するため、GPCRの二量体化の役割を解明する上でのモデル受容体となっている。本研究では、構造的な知見の乏しいmGluRの膜貫通領域に注目し、活性化の分子機作の理解を目指す。本年度は研究計画に基づき、構成的活性化変異(CAM)を用いてmGluRの活性化と二量体配置転換の関係を解析した。CAMは受容体をリガンド非依存的に活性化する変異であり、その変異部位は受容体の活性化制御に重要な役割を果たすと考えられている。平成20年度に同定したCAMのうちのひとつは、高いリガンド非依存的な活性を示すとともに、生理的アゴニストであるグルタミン酸の添加により、その活性が低下するという興味深いフェノタイプを示した。すなわち、この変異体においてはグルタミン酸がインバースアゴニストとして機能するのである。このリガンドの薬理学的効果の反転が二量体配置に依拠しているのか、各プロトマーの構造に依拠しているのかを調べるために、このCAMに対して平成21年度に開発したFRETの測定系を用い、活性化に伴う細胞質第3ループ間の距離変化を観測した。その結果、このCAMにおいても野生型同様のグルタミン酸依存的なFRET効率の上昇が確認され、このCAMにより二量体配置転襖が逆転することはないということが判明した。したがって、リガンドの薬理学的効果反転は各プロトマーの構造変化に依拠して生じることが示唆され、mGluRの活性化において各プロトマーの構造が最終的には活性状態を規定するということが推測された。

Metabolic acid receptor (mGluR) is the target of treatment for schizophrenia, schizophrenia, and other neurological disorders. For example, mGluR can be used as a receptor for the formation and function of two molecules, and GPCR can be used as a receptor for the formation of two molecules. This study is aimed at understanding the molecular mechanism of activation and focusing on the lack of structural knowledge of mGluR membrane penetration. This year's research project is to analyze the relationship between the activation and binary configuration of mGluR in the use of basic and structural activation variants (CAM). CAM is a receptor dependent activity that varies from site to site and is important for receptor activation. In the 20th year of Heisei, the CAM activity was stable, high and independent, and the physiological activity was low. All kinds of products are available in the market. The results of this study include the measurement of the distance between the two molecules according to the structure of each molecule, the measurement of the FRET system developed in 2001, the measurement of the activation and the distance between the three molecules of cytoplasm. As a result, an increase in the FRET efficiency of the wild type variant was identified, and the CAM variant was identified. The effect of the chemical reaction on the structure of each protein is to determine the final active state of the protein.