Native mass spectrometry of membrane proteins obtained from cultured cells

点击翻译按钮获取中文摘要

本課題では、膜タンパク質を大量発現系で調製後、精製せずに膜に結合したままの状態で取り上げ、候補化合物との結合の解析を行うための高スループットな実験系の構築を目指す。そのためには、精製した膜タンパク質が特異的に結合するリガンドや情報伝達に関わる分子と形成する複合体を、ネイティブ質量分析で確かに観測できることを、予め確認しておく必要がある。昨年度、大腸菌および海洋性細菌由来の2種類の膜内プロテアーゼRsePについて、その阻害剤との複合体の状態でネイティブ質量分析で観測することに成功している。この際のデータを参考に、ヒトGPCRの一つβ2型アドレナリン受容体（β2AR）のネイティブ質量分析を試みた。その結果、薬剤との複合体の観測は難易度が高くS/Nの低いデータしか得られなかったが、受容体をはっきりとしたシグナルで観測することには成功した。これらの実験では、試料精製に用いる界面活性剤には膜タンパク質をより安定に保つことができるものを使用し、質量分析時に用いる界面活性剤はより剥がしやすい界面活性剤を用いることで、ネイティブ質量分析での観測が可能となった。このように、国内初のGPCRのネイティブ質量分析に成功した。β2ARでは細胞内の情報伝達に対する薬剤（アゴニスト、アンタゴニスト）の薬効を評価するシステムを構築することを目指して、細胞質側の情報伝達に関わるGタンパク質との複合体として安定化させ、薬剤との複合体をネイティブ質量分析で観測することを検討した。その結果、Gタンパク質を模した低分子化タンパク質miniGsおよびnanobodyと複合体を形成させることで、アゴニストやアンタゴニストの薬効の違いをネイティブ質量分析で見極められる手法を構築することができた。