G13シグナルを制御可能な人工GPCRの創製と応用

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本研究は、当研究室で開発されたG12を特異的に活性化可能なデザイナーGPCR(G12-DREADD)を改変することによって、G13と共役可能なG13-DREADDを開発することを目的としている。本年度ではまず、G12-DREADDが、G13に共役できない原因を探るため、GPCRとの相互作用界面に存在するG12とG13のアミノ酸残基を相互に置換した変異体を作製し、G12-DREADDとの共役を培養細胞実験によって検証した。この結果、G12-DREADDとの共役を制御するG12およびG13のアミノ酸残基の特定に成功した。さらに、コンピューター上でモデリングしたG12-DREADDの立体構造に、G12およびG13をドッキングし、分子動力学シミュレーション（MDシミュレーション）を行なった。その結果、上記のG12およびG13のアミノ酸残基とG12-DREADDの相互作用情報が得られ、G12-DREADDがG12に選択性を示す原因の解明に至った。具体的には、G12とG12-DREADDの相互作用界面に存在するアミノ酸残基は安定的な相互作用を形成する一方、G13は同様の相互作用を形成できないことが分かった。さらに、この相互作用情報から、G12-DREADDに導入すべき変異の候補がいくつか得られた。それらの候補変異を導入したDNAコンストラクトを作製し、培養細胞実験においてG12およびG13との共役を検証した。その結果、これらのうちいくつかの変異によって、G12との共役が弱まり、G13との共役が強まることが示された。