ｃｌａｓｓ　Ａ　ＧＰＣＲｓの構造解析

A 类 GPCR 的结构分析

• 批准号: 17J30010
• 负责人: 志甫谷 渉
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J30010/
• 关键词: GPCR; エンドセリン受容体; X線結晶構造解析; クライオ電子顕微鏡; 単粒子解析; 構造生物学; ボセンタン; 治療薬

エンドセリン受容体拮抗薬は、今日までボセンタンを基に開発が進められている。そのため、エンドセリン受容体拮抗薬はみな類似した化合物骨格であり、多様性が少ない。薬理作用は化合物骨格に強く依存するため、エンドセリン受容体拮抗薬のさらなる臨床応用のためには化合物空間の拡張が必要である。ボセンタンとは異なる化合物骨格を持つ拮抗薬に、IRL2500というものがある。IRL2500はエンドセリンのC末端の一部を模倣して作られた拮抗薬であり、ボセンタンとは大きく異なっている。我々は、IRL2500の結合様式を理解できれば、ボセンタン以外にも受容体を阻害し得る化合物骨格が同定できると考え、IRL2500結合型のエンドセリン受容体B型の構造を決定した。IRL2500はET-1とは全く異なる結合様式であった。IRL2500はボセンタンと同様に受容体の正電荷を持つアミノ酸と相互作用していたものの、IRL2500は受容体の結合ポケットのより深い位置で相互作用しており、強固に不活性化状態を固定していた。このことから我々は、IRL2500が単なる拮抗薬ではなく受容体の恒常的な活性をも抑制する、逆作動薬ではないかと考えた。機能解析を試みた結果、IRL2500が逆作動薬であることを解明した。PAC1受容体はクラスB GPCRの一種であり、PACAP を受容する。PAC1受容体は中枢神経系および末梢組織に広く存在しており、様々な機能を有している。我々はクライオ電子顕微鏡を用いてPACAPリガンド、ヒト由来PAC1受容体、Gsタンパク質三量体からなるシグナル伝達複合体の立体構造を原子分解能で決定した。これにより、PACAPリガンドの認識機構と活性化した受容体によるシグナル伝達メカニズムを解明した。

The receptor antagonist is present at the base of the receptor. The receptor antagonists are similar to those of similar compounds. The biological effects of these compounds are strongly dependent on the structure of the compound and are necessary for clinical use. The compound structure of IRL2500 is resistant to different substances. IRL2500 has a portion of the C-terminal portion of the reverse end that mimics the opposite end of the reverse end. The structure of IRL 2500 binding type receptor B is determined by the structure of IRL2500 binding type receptor B. IRL2500 ET-1 IRL2500 is the same as the IRL2500, because the positive charge of the receptor can maintain acid and interact with each other. IRL2500 interacts with the binding hole of the receptor at a deep position, is strong, and fixes the inactive state. IRL2500 is an antagonist of the constant activity of the receptor and an inhibitor of the reverse activity. The function analysis results show that IRL2500 is operated in reverse. PAC1 receptor is a type of GPCR, PACAP receptor. PAC-1 receptors exist and function in central nervous system and peripheral tissues. The three-dimensional structure of the PACAP complex is determined by atomic decomposition energy. The PACAP is a recognition mechanism and an active receptor.

项目成果

Structural Basis for Ligand Recognition by Endothelin ETB Receptor

内皮素 ETB 受体识别配体的结构基础

• 发表时间: 2017
• 作者: Wataru Shihoya;Izume Tamaki;Nagiri Chisae;Akiko Okuta;Kazutoshi Tani;Tomohiro Nishizawa;Yoshinori Fujiyoshi;Osamu Nureki;Tomoko Doi
• 通讯作者: Tomoko Doi

Crystal structure of heliorhodopsin

• DOI: 10.1038/s41586-019-1604-6
• 发表时间: 2019-10-03
• 期刊: NATURE
• 影响因子: 64.8
• 作者: Shihoya, Wataru;Inoue, Keiichi;Nureki, Osamu
• 通讯作者: Nureki, Osamu

エンドセリン受容体B型によるリガンド認識の構造基盤

B型内皮素受体识别配体的结构基础

• 发表时间: 2018
• 作者: 志甫谷 渉;井爪 珠希;名切 千彩恵;西澤 知宏;濡木 理
• 通讯作者: 濡木 理

X-ray structures of endothelin ETB receptor bound to clinical antagonist bosentan and its analog

• DOI: 10.1038/nsmb.3450
• 发表时间: 2017-08
• 期刊: Nature Structural &Molecular Biology
• 作者: W. Shihoya;T. Nishizawa;K. Yamashita;A. Inoue;K. Hirata;Francois Marie Ngako Kadji;Akiko Okuta;K. Tani;J. Aoki;Y. Fujiyoshi;T. Doi;O. Nureki

Cryo-EM structure of the human PAC1 receptor coupled to an engineered heterotrimeric G protein

• DOI: 10.1038/s41594-020-0386-8
• 发表时间: 2020-03-01
• 期刊: NATURE STRUCTURAL & MOLECULAR BIOLOGY
• 影响因子: 16.8
• 作者: Kobayashi, Kazuhiro;Shihoya, Wataru;Nureki, Osamu
• 通讯作者: Nureki, Osamu