【構造生物学】受精に関わる精子融合因子 IZUMO1 と卵子受容体 JUNO の認識機構を解明

【構造生物学】受精に関わる精子融合因子 IZUMO1 と卵子受容体 JUNO の認識機構を解明 at SCIENCEPLUS

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16/06/16 17:57:05.13 CAP_USER.net
【プレスリリース】受精に関わる精子融合因子 IZUMO1 と卵子受容体 JUNO の認識機構を解明 - 日本の研究.com
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１．発表者：
大戸梅治（東京大学大学院薬学系研究科准教授）
石田英子（東京大学大学院薬学系研究科特任研究員）
清水敏之（東京大学大学院薬学系研究科教授）
井上直和（福島県立医科大学医学部附属生体情報伝達研究所准教授）
内山進（大阪大学大学院工学研究科准教授）

２．発表のポイント：
•哺乳類の受精において精子と卵子の認識に直接関与するタンパク質の IZUMO1 と JUNO の立体構造を明らかにしました。
•不明だった精子表面の IZUMO1 と卵子表面の JUNO の結合様式が分かりました。
•精子と卵子の認識に直接関わるタンパク質同士の相互作用はこれまで明らかになっていませんでしたが、今回 IZUMO1 と JUNO の複合体の認識機構が分かったことで、両者の結合を阻害する新たな避妊薬などの開発につながることが期待されます。

３．発表概要：
　東京大学大学院薬学系研究科の大戸梅治准教授、石田英子特任研究員、清水敏之教授、福島県立医科大学医学部附属生体情報伝達研究所の井上直和准教授、大阪大学大学院工学研究科の内山進准教授らの研究グループは、受精において精子と卵子の認識に直接関わる IZUMO1（注1）と JUNO（注 2）の詳細な立体構造を明らかにしました。
　哺乳類の受精では、まず精子が卵子に接着し、その後両者の膜融合が起こることでそれぞれの遺伝情報が組み合わされ遺伝的に新たな個体が作られます。今回立体構造を明らかにしたIZUMO1 と JUNO は、それぞれ精子表面と卵子表面に存在するタンパク質で、両者が複合体を形成することで精子は卵子表面に接着します。いずれのタンパク質も受精において必須であることが分かっていましたが、どのような相互作用で結合しているのかは不明でした。
　本研究グループは、IZUMO1 単体、JUNO 単体、IZUMO1-JUNO 複合体の 3 種の立体構造を明らかにしました。その結果、IZUMO1 は細長い構造、JUNO は球状の構造をしていることが分かりました。JUNO は葉酸（注 3）受容体に非常によく似た構造をしていましたが、葉酸とは結合しないことが知られています。今回の構造から、JUNO は疎水性残基に囲まれたポケットを持っているものの、葉酸認識に重要なアミノ酸残基が一部異なり、またアミノ酸残基の側鎖がポケットを狭める形で配向しているために葉酸と結合できなくなっていることが分かりました。また、IZUMO1-JUNO複合体は IZUMO1と JUNOが 1対 1の比率で結合しており、IZUMO1の中央部と JUNO の疎水性ポケットの裏側が相互作用することで結合していました。
　これらの構造情報をもとに、IZUMO1 と JUNO の結合を阻害するような新しい作用機構の避妊薬の開発につながることが期待されます。

（以下略）

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