二量体の代謝型グルタミン酸受容体1の活性化の際に連続して起こるサブユニット間およびサブユニット内の再配置

Sci. Signal., 14 August 2012
Vol. 5, Issue 237, p. ra59
[DOI: 10.1126/scisignal.2002720]

Veronika Hlavackova^1,2,3,4,5, Ulrike Zabel^1,2, Daniela Frankova³, Julia Bätz¹, Carsten Hoffmann¹, Laurent Prezeau^4,5, Jean-Philippe Pin^4,5*†, Jaroslav Blahos^3*†, and Martin J. Lohse^1,2*†

¹ Institute of Pharmacology and Toxicology, University of Würzburg, 97078 Würzburg, Germany.
² Rudolf Virchow Center, University of Würzburg, 97078 Würzburg, Germany.
³ Department of Pharmacology, Institute of Molecular Genetics, Czech Academy of Science, 142 20 Prague 4, Czech Republic.
⁴ University of Montpellier 1 & 2, CNRS UMR5203, Institut de Génomique Fonctionnelle, Montpellier F-34094, France.
⁵ INSERM U661, Montpellier F-34094, France.

^* These authors contributed equally to this work.

† To whom correspondence should be addressed. E-mail: lohse@toxi.uni-wuerzburg.de (M.J.L.); blahos@img.cas.cz (J.B.); Jean-Philippe.Pin@igf.cnrs.fr (J.-P.P.)

要約：代謝型グルタミン酸受容体1（metabotropic glutamate receptor 1：mGluR1）は、ヘテロ三量体グアニンヌクレオチド結合タンパク質（Gタンパク質）共役受容体ファミリーのクラスCのメンバーであり、恒常的に二量体化して興奮性神経伝達を調節する。われわれは、活性化に依存するサブユニット間およびサブユニット内のコンホメーション変化を蛍光共鳴エネルギー移動（fluorescence resonance energy transfer：FRET）で測定することによって、mGluR1の活性化におけるホモ二量体形成の役割について調べた。FRETセンサーとして機能させるために、黄色蛍光タンパク質とシアン蛍光タンパク質をmGluR1の細胞内第2ループとカルボキシ末端に挿入し、これらのタンパク質をヒト胎児由来腎臓293細胞内で発現させた。このmGluR1キメラをアゴニスト依存的に活性化すると、サブユニット間FRETが急激に増大したことから、サブユニットが互いに関して迅速に動くことが示唆される。サブユニット間の移動後に、サブユニット内のコンホメーション変化を反映して、サブユニット内FRETが減少した。Gタンパク質と共役できるキメラ受容体、または共役できないキメラ受容体サブユニットの共トランスフェクションによって、mGluR1受容体の二量体のうちの単一のサブユニットのみが活性状態をとることが明らかになった。

V. Hlavackova, U. Zabel, D. Frankova, J. Bätz, C. Hoffmann, L. Prezeau, J.-P. Pin, J. Blahos, M. J. Lohse, Sequential Inter- and Intrasubunit Rearrangements During Activation of Dimeric Metabotropic Glutamate Receptor 1. Sci. Signal. 5, ra59 (2012).