Clarification of the signal transduction mechanism of hetero-dimerized opioid receptors that cause side effects of opioids

阐明异二聚阿片受体引起阿片类药物副作用的信号转导机制

• 批准号: 21K19360
• 负责人: 小林 拓也
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Kansai Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19360/
• 关键词: オピオイド; 副作用; オピオイド受容体; ヘテロ二量体; シグナル伝達

Gタンパク質共役型受容体 (GPCR)の中には、細胞膜上でヘテロマーを形成し、受容体のリガンド親和性やシグナル伝達などの機能変化を引き起こすものがある。病態生理的条件下では、GPCRのヘテロマー化は副作用を抑えた創薬のターゲットとして注目されている。MOR1Dに結合したモルフィネは GRPR-Gq-PLCβという分岐経路を活性化（クロスアクティベーション）して痒みシグナルを伝達する。これまで、GPCRの結合によるクロスアクティベーションなどの機能変化のメカニズムは全く分かっておらず、構造生物学を用いた解析が求められている。しかし、創薬標的であるクラスA-GPCRには構造生物学に適した安定的なヘテロマー形成の例は無く、GPCRヘテロマーの構造解析は世界で誰も成功していない。そこで、本研究ではヘテロマーを安定化する抗体を開発し、GRPR-MOR1Dヘテロマーのクロスアクティベーションの分子機構を構造生物学的に解明することを目指す。独自のタンパク質精製技術と抗体作製技術を用いて、ヘテロマー認識抗体や、各々の受容体に特異的な抗体を人工的につなげたバイスペシフィック抗体などのヘテロマー安定化抗体を作製する。抗体安定化MOR1D-GRPRヘテロマーの構造情報はX線結晶構造解析およびクライオ電子顕微鏡単粒子解析により原子分解能で明らかにする。本申請のヘテロマー安定化抗体取得技術は多くのGPCRヘテロマーの構造解析に応用できるため、ヘテロマー研究を大きく推進することが期待される。令和4年度は、MOR1DとGRPRの発現コンストラクを決定し、クライオ電子顕微鏡を用いた構造解析に取り組んだ。分解能向上を目指してデータ取得・解析した。また、一つの抗体で二つの抗原を認識するバイスペシフィック抗体を作製した。

Type G タ ン パ ク total quality service in the capacity of body (GPCR) の に は, membrane で ヘ テ ロ マ ー を form し, let body の リ ガ ン ド affinity や シ グ ナ ル 伝 da な ど の function - the を lead き up こ す も の が あ る. Pathological physiological conditions で は, GPCR の ヘ テ ロ マ ー change は side-effects を え suppression た gen 薬 の タ ー ゲ ッ ト と し て attention さ れ て い る. MOR1D に combining し た モ ル フ ィ ネ は GRPR Gq - PLC beta と い う branching 経 road を activeness (ク ロ ス ア ク テ ィ ベ ー シ ョ ン) し て itch み シ グ ナ ル を 伝 da す る. こ れ ま で, GPCR の combining に よ る ク ロ ス ア ク テ ィ ベ ー シ ョ ン な ど の function - the の メ カ ニ ズ ム は く points か っ て お ら ず, structural biology を い た parsing が o め ら れ て い る. し か し, gen 薬 mark で あ る ク ラ ス A - GPCR に は structural biology に optimum し た stable な ヘ テ ロ マ ー form の example は く, GPCR ヘ テ ロ マ ー の structure は world who で も successful し て い な い. そ こ で, this study で は ヘ テ ロ マ ー を stabilization す る antibody を open 発 し, the GRPR - MOR1D ヘ テ ロ マ ー の ク ロ ス ア ク テ ィ ベ ー シ ョ ン の molecular agencies を structural biology に interpret す る こ と を refers す. Alone の タ ン パ ク mass refined と antibodies for making technology を い て, ヘ テ ロ マ ー know antibody や, various 々 の な by let body に specific antibody を artificial に つ な げ た バ イ ス ペ シ フ ィ ッ ク antibody な ど の ヘ テ ロ マ ー stabilization antibody を cropping す る. Antibody stabilization MOR1D - GRPR ヘ テ ロ マ ー の structure intelligence は X-ray crystal structure parsing お よ び ク ラ イ オ electronic 顕 micromirror 単 particle analytical に よ り atomic decomposition can で Ming ら か に す る. This application の ヘ テ ロ マ ー stabilization antibodies obtained much は く の GPCR ヘ テ ロ マ ー の structure に 応 with で き る た め, ヘ テ ロ マ ー study を き く propulsion す る こ と が expect さ れ る. And 4 year は, MOR1D と GRPR の 発 now コ ン ス ト ラ ク を decided し, ク ラ イ オ electronic 顕 micromirror を with い た structure に group take り ん だ. Decomposition can be obtained by going up to を, pointing to てデ, てデ, タ, and analyzing た た. Youdaoplaceholder0, one <s:1> <s:1> antibody で, two <s:1> <s:1> antigen を, understanding するバ スペシフィッ スペシフィッ, production of <s:1> antibody を, た.

项目成果

クライオ電子顕微鏡によるプロスタグランジン受容体／Gタンパク質複合体の構造解析

使用冷冻电子显微镜对前列腺素受体/G 蛋白复合物进行结构分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Katayama Kota;Suzuki Kohei;Suno Ryoji;Kise Ryoji;Tsujimoto Hirokazu;Iwata So;Inoue Asuka;Kobayashi Takuya;Kandori Hideki;小林拓也;小林拓也;小林拓也
• 通讯作者: 小林拓也

Structural insights into the G protein selectivity revealed by the human EP3-Gi signaling complex

人类 EP3-Gi 信号复合物揭示的 G 蛋白选择性的结构见解

• DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111323
• 发表时间: 2022
• 期刊: Cell Rep.
• 作者: Ryoji Suno;Yukihiko Sugita;Kazushi Morimoto;Hiroko Takazaki;Hirokazu Tsujimoto;Mika Hirose;Chiyo Suno-Ikeda;Norimichi Nomura;Tomoya Hino;Asuka Inoue;Kenji Iwasaki;Takayuki Kato;So Iwata;Takuya Kobayashi
• 通讯作者: Takuya Kobayashi

プロスタグランジン受容体の立体構造を基盤とした創薬開発を目指して

基于前列腺素受体三维结构的药物发现和开发

• 发表时间: 2023
• 作者: Katayama Kota;Suzuki Kohei;Suno Ryoji;Kise Ryoji;Tsujimoto Hirokazu;Iwata So;Inoue Asuka;Kobayashi Takuya;Kandori Hideki;小林拓也
• 通讯作者: 小林拓也