研究者情報
研究者名
井上 飛鳥
概要
私たちの体を構成する細胞は、細胞外からさまざまな情報を受け取り、細胞内に情報を伝達しています。この情報伝達で重要な役割を担うタンパク質の1つが、細胞表面に存在するGタンパク質共役型受容体（GPCR）と、その情報を細胞内へ伝える三量体Gタンパク質です。三量体Gタンパク質のサブユニットの1つであるGαタンパク質は、細胞外分子と結合したGPCRと相互作用すると、GDP（グアノシン二リン酸）を放出してGTP（グアノシン三リン酸）を取り込むことで、スイッチがオンとなりますが、その詳しい仕組みには未解明な点が残されていました。
京都大学大学院薬学研究科の新井大輝博士後期課程学生と井上飛鳥教授（兼：東北大学大学院薬学研究科教授）と東京大学大学院理学系研究科の濡木理教授、東京大学大学院新領域創成科学研究科の佐々木裕次教授らの研究グループは、Gαタンパク質のN末端ヘリックスが、特定方向に回転することでGαタンパク質のGDP結合部位へ構造変化が伝わり、GDPの放出の引き金となることを明らかにしました。本成果は、三量体Gタンパク質のスイッチが制御される仕組みの理解を深め、GPCRを標的とする医薬品の作用をより詳しく理解するための基盤になることが期待されます。
本研究成果は、2026年10月30日午前10時（英国時間）に、Nature Chemical Biologyに掲載されました。
GPCRと相互作用すると、GPCR側から見て反時計回りにN末端ヘリックスは回転する。この構造変化がGαタンパク質全体に伝播していき、最終的にGDP結合部位の構造変化を誘導し、GDPの放出を促進することが明らかになった。
©京都大学・薬学研究科・シグナル薬理学分野
研究者のコメント
「タンパク質の微細な構造変化とその機能を関連付けるために、本研究ではさまざまな実験・解析手法を取り入れました。異なる研究領域の手法を新たに習得し、それぞれの技術を高めていくことには苦労もありましたが、そのおかげもあり、一連のストーリーとしてGタンパク質のスイッチ制御機構を明らかにすることができました。」（新井大輝）
「『Gαタンパク質のN末端ヘリックスが、GDPの放出に関わるのではないか』。10年ほど前に共著者のRoger Sunahara教授がこの着想を提示して以来、彼と議論を重ねてきました。Sunahara教授は、ノーベル賞受賞者Alfred Gilman博士の最後期の門下生で、Gタンパク質の生化学・構造生物学における世界屈指の研究者です。この着想を自分たちの手で確かめたいという思いから、培養細胞の分子薬理学を得意とする私たちが共同研究者とともに構造研究に挑み、10年来の問いに答えを示せたことを、Rogerへの深い感謝とともに嬉しく思います。」（井上飛鳥）
【DOI】
https://doi.org/10.1038/s41589-026-02359-y
【書誌情報】
Hiroki Arai, Tatsuya Ikuta, Ryoji Kise, Manae Tatsumi, Yotaro Koizumi, Masataka Yanagawa, Daisuke Sasaki, Caesar Tawfeeq, Hidetaka S. Oshima, Wing-In Yau, Wataru Shihoya, Adnan Sljoka, Keizaburo Taninaka, Osamu Nureki, Roger K. Sunahara, Kazuhiro Mio, Yuji C. Sasaki, Asuka Inoue (2026). Rotation of the N-terminal helix triggers Gα activation. Nature Chemical Biology.
