クライオ电子顕微镜による小胞型モノアミン输送体の分子基盘解明―シナプス小胞における神経伝达物质の输送机构を可视化―

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 林到炫(イム ドヒョン) 医学研究科助教、Mika Jormakka 同特定准教授、浅田秀基 同特定准教授、岩田想 同教授(兼:理化学研究所グループディレクター)の研究グループは、野田岳志 医生物学研究所教授、杉田征彦 白眉センター/医生物学研究所准教授、樹下成信 岡山大学助教、宮地孝明 同研究教授、加藤貴之 大阪大学教授、岸川淳一 京都工芸繊維大学准教授らとの共同研究により、ヒト由来小胞型モノアミントランスポーター2(VMAT2)の立体構造を、クライオ電子顕微鏡法(cryo-EM)を用いて解明することに成功しました。VMAT2は、ドパミンなどの神経伝達物質をシナプス小胞に輸送する重要な膜タンパク質であることから、精神疾患や神経変性疾患に関わる治療薬の標的分子とされています。本研究では、VMAT2の立体構造をアポ状態、ドパミン結合状態、阻害薬テトラベナジン結合状態の3つの状態で明らかにし、VMAT2の基質輸送機構および阻害薬による阻害機構を理解することができました。ドパミンの結合部位やプロトン結合推定部位の情報は、新薬開発において特に重要であり、精神疾患や運動障害に対する新しい治療法の創出が期待されます。

 本研究成果は、2024年9月16日に、国際学術誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。

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シナプス小胞における神経伝达物质の输送を担当する痴惭础罢2の肠谤测辞-贰惭构造
研究者のコメント
「私たちの研究チームが挑戦した今回の研究は、精神?神経変性疾患の治疗法开発における重要な一歩を踏み出すものでした。痴惭础罢2という小胞型モノアミントランスポーターの立体构造を明らかにすることで、これまで解明されていなかった神経伝达物质の输送メカニズムや、阻害薬の作用机构に新たな知见を提供できたことを大変嬉しく思います。この研究を通じて感じた最大の喜びは、复雑で挑戦的な课题に取り组み、その结果として得られた発见が、医薬品の开発において実际に役立つ可能性があるということです。特に、肠谤测辞-贰惭を駆使して原子レベルでの构造を解明したことは、私たちの研究の中でも最もアピールしたい成果の一つです。もちろん、この研究を进める上で多くの困难に直面しました。新しい技术を駆使しながら、データの解析や実験条件の最适化に多くの时间と労力を费やしました。特に、膜タンパク质である痴惭础罢2の构造解析は非常に难解で、多くの试行错误が必要でした。しかし、それらの壁を乗り越えることで得られた成果は、チーム全员に大きな达成感をもたらしました。精神疾患や神経変性疾患の治疗は、今后ますます重要になることが予想される中、今回の研究が新薬开発への基盘を提供できることを强く期待しています。また、将来的には、今回の成果を基にさらなる治疗法の革新が进み、より多くの患者さんの生活の质を向上させることができればと愿っています。」
研究者情报
研究者名
林 到炫
研究者名
Mika Jormakka
研究者名
浅田 秀基
研究者名
岩田 想
研究者名
野田 岳志
研究者名
杉田 征彦
书誌情报

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【书誌情报】
Dohyun Im, Mika Jormakka, Narinobu Juge, Jun-ichi Kishikawa, Takayuki Kato, Yukihiko Sugita, Takeshi Noda, Tomoko Uemura, Yuki Shiimura, Takaaki Miyaji, Hidetsugu Asada, So Iwata (2024). Neurotransmitter recognition by human vesicular monoamine transporter 2. Nature Communications, 15, 7661.