立体構造の平衡のシフトは、Gタンパク質共役受容体、ロドプシンの構成的活性を誘導する

Gタンパク質共役受容体（GPCR）の構成的活性変異体（CAM）は、さまざまな種類の疾患を引き起こします。動物網膜の光吸収GPCRであるロドプシンは、内因性リガンドとして網膜を持っています。リガンドを含まないオプシンでは、Gタンパク質の非常に低いレベルの活性化のみを得ることができます。ただし、オプシンのCAMは、野生型よりもはるかに効率的にGタンパク質を活性化しますが、これの根底にあるメカニズムは不明のままです。現在の研究は、立体構造ダイナミクスの観点からロドプシンの構成的活動を再訪します。ウシロドプシンのM257Y変異体の単一分子観察により、活性と不活性の立体構造の切り替えがM257Yオプシンで頻繁に発生し、活性状態の活性状態の頻繁な生成が活性状態に向かってシフトすることを実証しました。M257Yオプシン。我々の発見は、タンパク質関数が構造的ダイナミクスと直接的なつながりを持っていることを示しています。

Constitutively active mutants (CAMs) of G-protein-coupled receptors (GPCRs) cause various kinds of diseases. Rhodopsin, a light-absorbing GPCR in animal retinas, has retinal as an endogenous ligand; only very low levels of activation of G-protein can be obtained with the ligand-free opsin. However, the CAM of opsin activates G-protein much more efficiently than the wild type, but the mechanism underlying this remains unclear. The present work revisits the constitutive activity of rhodopsin from the standpoint of conformational dynamics. Single-molecule observation of the M257Y mutant of bovine rhodopsin demonstrated that the switch between active and inactive conformations frequently occurred in M257Y opsin, and frequent generation of the active state results in the population shift toward the active state, which accounts for the constitutive activity of M257Y opsin. Our findings demonstrate that the protein function has a direct connection with the structural dynamics.