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ＧＰＣＲの短寿命ダイマーによる細胞内シグナルの制御：１分子イメジングによる解明

ＧＰＣＲの短寿命ダイマーによる細胞内シグナルの制御：１分子イメジングによる解明
短寿命 GPCR 二聚体对细胞内信号的调节：单分子成像阐明
批准号：
13F03404
负责人：
楠見 明弘
金额：
$1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03404/
关键词：
Gタンパク質共役型受容体オピオイド受容体ダイマーシグナル伝達１分子イメジング解離速度1分子イメジングGPCRホモダイマーヘテロダイマー足場分子複合体シグナル1分子追跡

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
Gタンパク質共役型受容体（GPCR）の２量体化と下流のシグナル分岐機構は、ほとんど分かっていない。最近の我々の研究によって、GPCRに属する3つの型のオピオイド受容体 (ミュー、デルタ、カッパー型)がホモダイマーとヘテロダイマーを作ることが分かってきた。いずれも、寿命は短く、80~120ミリ秒程度であり、ダイマーは形成されてもすぐにモノマーへと解離し、モノマーは、またすぐにダイマーを形成する。すなわち、モノマーとダイマーは極めて動的な平衡状態にある。本年度の研究では、以下を明らかにした。（１）昨年度に開発に成功した、超長時間1分子追跡の方法を用い（通常の10倍長く、1分子イメジングが継続できる）、オピオイド受容体が、EBP50と過渡的相互作用することを見いだした。（２）EBP50 分子は、細胞質から細胞膜の細胞質側表面へとリクルートされ（何らかの膜分子に結合して）、しばらく拡散運動した後に、EBP50と過渡的な相互作用をした。また、EBP50がアクチン膜骨格に結合して静止したところに、オピオイド受容体が短時間結合するという過程も観察された。（３）3種類のオピオイド受容体を用いて、ヘテロダイマー形成に関与する部位を同定することに成功した。すなわち、オピオイド受容体のN末の40アミノ酸と最初の膜貫通ドメインがヘテロダイマー形成をになっていることを見いだした。これは、受容体のアミノ酸を様々に改変し、また、これらの部位のアミノ酸配列をもつペプチドを合成して添加して見いだしたものである。また、C末の細胞内部分がホモダイマー形成に関わることを見いだした。
英文摘要
Gタンパク質共役型受容体（GPCR）の２量体化と下流のシグナル分岐機構は、ほとんど分かっていない。最近の我々の研究によって、GPCRに属する3つの型のオピオイド受容体 (ミュー、デルタ、カッパー型)がホモダイマーとヘテロダイマーを作ることが分かってきた。いずれも、寿命は短く、80~120ミリ秒程度であり、ダイマーは形成されてもすぐにモノマーへと解離し、モノマーは、またすぐにダイマーを形成する。すなわち、モノマーとダイマーは極めて動的な平衡状態にある。本年度の研究では、以下を明らかにした。（１）昨年度に開発に成功した、超長時間1分子追跡の方法を用い（通常の10倍長く、1分子イメジングが継続できる）、オピオイド受容体が、EBP50と過渡的相互作用することを見いだした。（２）EBP50 分子は、細胞質から細胞膜の細胞質側表面へとリクルートされ（何らかの膜分子に結合して）、しばらく拡散運動した後に、EBP50と過渡的な相互作用をした。また、EBP50がアクチン膜骨格に結合して静止したところに、オピオイド受容体が短時間結合するという過程も観察された。（３）3種類のオピオイド受容体を用いて、ヘテロダイマー形成に関与する部位を同定することに成功した。すなわち、オピオイド受容体のN末の40アミノ酸と最初の膜貫通ドメインがヘテロダイマー形成をになっていることを見いだした。これは、受容体のアミノ酸を様々に改変し、また、これらの部位のアミノ酸配列をもつペプチドを合成して添加して見いだしたものである。また、C末の細胞内部分がホモダイマー形成に関わることを見いだした。
期刊论文(0)
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会议论文
1分子イーメジングによる細胞膜シグナル変換機構の解明
单分子成像阐明细胞膜信号转导机制
DOI： --
发表时间： 2013
期刊： 生体の科学有
影响因子： --
作者： [楠見明弘, 鈴木健一, 藤原敬宏, 笠井倫美]
通讯作者： 笠井倫美
Membrane mechanisms: Concerted action of membrane domains for signal transduction in the plasma membrane revealed by single-molecule tracking
膜机制：单分子追踪揭示质膜中膜域信号转导的协同作用
DOI： --
发表时间： 2015
期刊：
影响因子： --
作者： [N. Komura, K. G. N. Suzuki, H. Ando, M. Konishi, M. Koikeda, A. Imamura, R. Chadda, T. K. Fujiwara, H. Tsuboi, R. Sheng, W. Cho, K. Furukawa, K. Furukawa, Y. Yamauchi, H. Ishida, A. Kusumi (Co-Corresponding Author), and M. Kiso, Akihiro Kusumi, Akihiro Kusumi, Akihiro Kusumi]
通讯作者： Akihiro Kusumi
Transient GPCR dimers trigger signaling as revealed by single-molecule imaging
单分子成像揭示瞬时 GPCR 二聚体触发信号传导
DOI： --
发表时间： 2013
期刊：
影响因子： --
作者： [笠井倫志, 楠見明弘]
通讯作者： 楠見明弘
Single-molecule tracking revealed organizing principles of the plasma membrane for its signal transduction function
单分子追踪揭示了质膜信号转导功能的组织原理
DOI： --
发表时间： 2015
期刊：
影响因子： --
作者： [N. Komura, K. G. N. Suzuki, H. Ando, M. Konishi, M. Koikeda, A. Imamura, R. Chadda, T. K. Fujiwara, H. Tsuboi, R. Sheng, W. Cho, K. Furukawa, K. Furukawa, Y. Yamauchi, H. Ishida, A. Kusumi (Co-Corresponding Author), and M. Kiso, Akihiro Kusumi, Akihiro Kusumi]
通讯作者： Akihiro Kusumi
共 9 条
    Development of the ultrafast depolarization detection microscope and unravelling of actin membrane skeleton dynamics and neuronal diffusion barriers
    Revealing the nano-liquid signaling platform by developing the ultrafast single-molecule super-resolution method
    アクチンと膜ナノドメインの協働による炭疽菌毒素の細胞侵入：１分子観察による解明
    神経細胞におけるTrkB受容体の拡散運動制御と機能の1分子解析
    • 批准号：
      11F01796
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.41万
    • 财政年份：
      2011
    • 负责人：
      楠見 明弘
    • 依托单位：
      Kyoto University
    海外基金