【概要】

京都大学大学院医学研究科 林到炫(イム ドヒョン) 助教、岩田想 教授（兼　理化学研究所放射光科学研究センター グループディレクター）、島村達郎 特定講師らの研究グループは、東北大学大学院薬学研究科 井上飛鳥 准教授、同多元物質科学研究所 南後恵理子 教授（兼：理化学研究所放射光科学研究センター 客員研究員）、高輝度光科学研究センターXFEL利用研究推進室 登野健介 グループリーダーらとの共同研究により、ドパミンD２受容体の立体構造を、X線自由電子レーザー（XFEL）^1）を用いて解明しました（図１）。ドパミンD２受容体は、ドパミンにより活性化されて情報伝達を行います。ドパミンは、運動調節や意欲・学習などに関わる脳内の神経伝達物質です。脳内のドパミン量が不足するとパーキンソン病になり、過剰になると統合失調症になると考えられています。統合失調症の治療薬はドパミンD２受容体に結合して不活性化します。これらの薬には、近縁の受容体にも作用することで生じる体重増加、眠気、口の渇きなどの副作用が知られています。本研究により、ドパミンD２受容体に薬が結合する部分（ポケット）は、大きく異なる二つの形をとりうることが分かりました。また、ポケットの近くにドパミンD２受容体に特有の空洞が存在することがわかりました。薬が結合するポケットの構造情報は、合理的な新薬の探索・設計に役立ちます。今後は、本研究で解明されたドパミンD２受容体の構造情報を基に、より有効性が高く副作用の少ない治療薬の迅速な開発が可能になると期待されます。本成果は、2020年12月22日に国際学術誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。

図１. （左）脳内ドパミンの働き及びその関連疾患、(右)本研究により明らかになったドパミンD2受容体の立体構造と抗精神薬スピペロンの結合様式

【用語解説】

１）X線自由電子レーザー（XFEL）
X線自由電子レーザーとは、X線領域におけるレーザーのこと。半導体や気体を発生源とする一般的なレーザーとは異なり、真空中を高速で移動する電子（自由電子）を利用するため、原理的に波長の制限がない。このため、物質を構成する最小単位である原子とほぼ同じスケールの波長をもつX線のレーザーを発生させることができる。また、カメラのフラッシュのように、非常に短い発光時間（100兆分の1秒程度）のX線を出力することができる。XFELはX-ray Free Electron Laserの略。

詳細（プレスリリース本文）

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東北大学大学院薬学研究科　分子細胞生化学
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E-mail： iaska*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

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