レセプター・リガンド相互作用の解析と甘味受容機構の解明

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酸味を甘味へ変換する味覚修飾タンパク質,ミラクリンは、酸によって甘味レセプターのon/offを変化させる分子スイッチと捉えることが出来る。すなわち、ミラクリンの味覚修飾機構=甘味レセプターのスイッチング機構の解明は、未だ不明な甘味受容機構解明への重要な手がかりとなり得る。本研究では構造生物学的手法と電気生理学的手法とを融合し、ミラクリンをモデル分子とした甘味レセプター・リガンド相互作用の解析により甘味受容機構を解明することを目的としている。研究初年度である今年度は、ミラクリンの構造機能相関解析を目的として研究をおこなった。まず初めに酵母発現系およびGFPを利用したハイスルーブット変異体タンパク質解析法を開発し、構造機能相関解析への基盤とした。並行して、ミラクリンの酵母発現系を構築した。我々は既に麹菌を宿主としたミラクリン発現系を構築しているが(Ito K.et al.Biochem Biophys Res Commun 2007)、酵母発現系はハイスループットな解析に有利である。精製後の酵母組み替えミラクリンは味覚修飾活性を示さなかったが、糖鎖の除去により活性の回復がみられた。変異体解析により、ミラクリンのAsn42に巨大な糖鎖が付加していることを明らかとし、この糖鎖が甘味受容体とミラクリンとの相互作用をブロックすることを示唆した。立体構造解析には糖鎖付加の無いミラクリンタンパク質を調製する必要がある。そこで構築した変異体解析法を応用し、タンパク質の分泌性バリアントの新規スクリーニング法を開発した。本法により糖鎖付加の無いミラクリン変異体の作出に成功した。現在、作出したバリアントを用い、X線結晶構造解析を進めている。