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構造生物学:ナノボディで安定化されたβ2アドレナリン受容体活性状態の構造

Nature 469, 7329 doi: 10.1038/nature09648

Gタンパク質共役型受容体(GPCR)は、天然および合成リガンドに反応して、さまざまな機能的挙動を示す。最近の結晶構造研究により、いくつかのGPCRの不活性状態に関する知見が得られている。アゴニストが結合した活性状態のGPCRの構造解明は、Gタンパク質を欠く活性状態が本来的に不安定であるために困難なことが明らかになっている。我々は、Gタンパク質様の挙動を示すヒトβ2アドレナリン受容体(β2AR)に対するラクダ科動物抗体フラグメント(ナノボディ)を作製し、アゴニストが結合した活性状態にある受容体–ナノボディ複合体の結晶構造を得た。不活性状態のβ2ARとの比較から、結合ポケット中にごく小さな変化が起こることが明らかになった。しかし、このような小さな変化は、膜貫通セグメント6の細胞質側末端の11 Åという外向きの動き、および膜貫通セグメント5と7の再配置と関連しており、この再配置はロドプシンの活性型であるオプシンで観察されたものと極めてよく似ている。この構造から、アゴニストの結合と活性化の過程についての手がかりが得られる。

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