[WS10] Dynamic-Allosteric regulation molecular mechanism of multi-specific function of proteins in cell system

[WS10-02(3P-30)] Cryo-EM structure of human prostaglandin E2 receptor EP3-G protein complex

^○Ryoji Suno¹, Yukihiko Sugita², Kazushi Morimoto³, Hirokazu Tsujimoto³, Mika Hirose⁴, Chiyo Suno¹, Norimichi Nomura³, Kenji Iwasaki⁵, Takayuki Kato³, So Iwata³, Takuya Kobayashi¹ (1.Med., KMU, 2.IVR, Kyoto Univ., 3.Med, Kyoto Univ., 4.IPR, Osaka Univ., 5.TARA)

Gタンパク質共役受容体の一つで、脂質受容体であるプロスタグランジン受容体は慢性炎症やがんに関わっており、創薬の標的として知られている。プロスタグランジン受容体の構造情報は創薬に重要な知見を提供することから、これまで我々のグループでは活性型EP3、EP4、不活性型EP4など、さまざまな構造を決定してきた。特に最近、EP4-Gs複合体をクライオ電子顕微鏡単粒子解析（Cryo-EM　SPA）で決定し、EP4の活性化機構を明らかにした。本発表では、新たにCryo-EM SPAで決定したEP3-Gタンパク質複合体構造をもとにして、EP3のGタンパク質結合による構造変化、EP3, EP4のGタンパク質複合体構造の相違点、特にGタンパク質の選択性について議論する。既知の作動薬結合EP3構造とGタンパク質結合状態の構造を比較するとGタンパク質結合とともに細胞内ループ2（ICL2）のヘリックス領域が大きく構造変化していた。また、EP3とEP4は共役するGタンパク質が異なるが、両者の複合体構造を比較するとGタンパク質結合状態の受容体の構造は似ていた。一方、Gタンパク質の結合様式は異なっており、そのGタンパク質選択性についてシグナルアッセイによる変異体解析と合わせて検討した。ICL2の特定のアミノ酸がGタンパク質の選択性に重要であることを確認した。プロスタグランジン受容体のICL2はGタンパク質との結合および活性化に重要であることが示唆された。