血管収縮因子エンドセリンと受容体タンパク質が形成する複合体構造を解明

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 ヒトは約60兆個の細胞で構成されており、細胞間での情報交換が協調的に行われることで、正常な生命活動を維持しています。各細胞は細胞膜に包まれ、細胞外からのさまざまなシグナルは、細胞膜の受容体タンパク質によって細胞内に伝えられます。血管収縮作用を持つペプチドホルモンであるエンドセリン(ET)については、細胞膜に存在するエンドセリンB型受容体(ETBR)との結合構造が解明されていますが、ETBRとGタンパク質(細胞膜上で情報伝達を担うタンパク質)の天然結合状態の複合体構造は未解明であり、情報伝達メカニズムも十分に理解されていません。

 土井知子 理学研究科准教授(研究当時)、谷一寿 筑波大学教授、ブルーノ・ホンベル 沖縄科学技術大学院大学博士、寺田透 東京大学教授、米倉功治 理化学研究所グループディレクター(兼:東北大学教授)らの研究グループは、クライオ電子顕微鏡を用いて、ET、ETBR、Gタンパク質の複合体構造を観察しました。その結果、Gタンパク質とETBRが強く結合する構造が明らかになりました。また、Gタンパク質の種類を識別するメカニズムや、受容体の活性化に関わる要因を解明しました。

 本研究は、ETによる細胞情報伝達メカニズムの理解を深めるだけでなく、立体構造に基づいた新しい薬剤設計に役立つと期待されます。

 本研究成果は、2024年10月16日に、国際学術誌「Communications Biology」にオンライン掲載されました。

文章を入れてください
エンドセリン受容体の活性化スキーム。細胞外からエンドセリン(ET-1)が細胞膜上の受容体(ETB)に結合すると、細胞内の三量体Gタンパク質のGDPがGTPに交換され、Gタンパク質が活性化される。その結果、細胞内のカルシウムイオン濃度上昇などの、細胞応答が誘導される。
研究者情報
研究者名
土井 知子
書誌情報

【DOI】
https://doi.org/10.1038/s42003-024-06905-z

【書誌情報】
Kazutoshi Tani, Saori Maki-Yonekura, Ryo Kanno, Tatsuki Negami, Tasuku Hamaguchi, Malgorzata Hall, Akira Mizoguchi, Bruno M. Humbel, Tohru Terada, Koji Yonekura, Tomoko Doi (2024). Structure of endothelin ETB receptor–Gi complex in a conformation stabilized by unique NPxxL motif. Communications Biology, 7, 1303.