Structure determination of human cytokines and extracellular domains of receptors

ヒトサイトカイン及び受容体細胞外ドメインの構造決定

玉田 太郎; 本庄 栄二郎; 新井 栄揮; 黒木 良太

Tamada, Taro; Honjo, Eijiro; Arai, Shigeki; Kuroki, Ryota

生体内の受容体蛋白質はその細胞外領域においてリガンド分子と相互作用することによりシグナル伝達をつかさどり、その結果、さまざまな機能を発現する。そのほとんどが生理的・病理的機能に深く関与することから、受容体とリガンドの相互作用を理解することは基礎科学的に重要であるのみならずさまざまな疾患の解明・治療に対して多大な知見をもたらす。われわれはこれまでにおもに構造生物学的手法を用いることにより、その理解に努めてきた。本発表では実際の成功例(顆粒球コロニー刺激因子/受容体(GCSF/GCSF-R)複合体構造解析)を紹介する。また、われわれはサイトカイン及びその受容体を効果的に結晶化させるため、抗体、特にFabフラグメントとの共結晶化研究を行っている。その成果についても併せて紹介する。

The ligand-receptor interaction in the extracellular environment is essential for signal transduction of biological processes. We have focused on the structure/function relationships of these proteins. Granulocyte colony-stimulating factor (GCSF) has become an important cytokine for medical treatment of patients suffering from granulopoenia through regulating the maturation, proliferation, and differentiation of the precursor cells of neutrophilic granulocytes. We determined a crystal structure of the signaling complex between human GCSF and a ligand binding region of GCSF receptor (GCSF-R). We also determined additional structures of human cytokines and extracellular regions of cytokine receptors, where the complexation with an antibody fragment (Fab) was used for crystallization and structure determination.