ヒト細胞表面受容体CCR5の機能を調節する硫酸化修飾の仕組みを解明

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2026-06-03 九州大学

九州大学と宮崎大学の共同研究グループは、免疫応答やHIV感染に関与するヒト細胞表面受容体CCR5が、タンパク質チロシン硫酸転移酵素hTPSTによって硫酸化修飾される分子機構を解明した。CCR5はケモカイン受容体として免疫細胞の働きを調節するほか、HIVが細胞へ侵入する際の共受容体としても機能する。CCR5のN末端に存在する複数のチロシン残基は硫酸化を受けることで、ケモカインやウイルスタンパク質との結合能が変化するが、その認識機構は不明だった。研究チームはCCR5由来ペプチドとhTPSTの複合体を作製し、X線結晶構造解析によって原子レベルで構造を決定した。その結果、ゴルジ体内でhTPSTが硫酸基供与体PAPSを利用し、CCR5の特定部位を認識して硫酸化する仕組みを明らかにした。本成果は、CCR5を介した免疫応答やHIV感染機構の理解を深めるとともに、他のケモカイン受容体の硫酸化制御研究や、感染症・炎症性疾患の新たな治療法開発への応用が期待される。

ヒト細胞表面受容体CCR5の機能を調節する硫酸化修飾の仕組みを解明
ゴルジ体膜において、CCR5受容体(水色)に対して、2量体hTPST(オレンジ色と赤色)がPAPS(※4) (黄色)を使って硫酸化修飾している様子

<関連情報>

ヒトチロシルプロテインスルホトランスフェラーゼ-1によるCCR5のチロシン硫酸化の構造的知見 Structural insights into tyrosine sulfation of CCR5 by human tyrosylprotein sulfotransferase-1

Shinnosuke Tanaka, Hirai Asano, Kota Toyoda, Toshiaki Nishiyori, Hidetaka Kojo, Kazuto Kiyomatsu, Katsuhisa Kurogi, Yoichi Sakakibara, Etsuko Nishimoto, Takamasa Teramoto, Yoshimitsu Kakuta
The FEBS Journal  Published: 22 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1111/febs.70597

Abstract

Post-translational sulfation of the chemokine receptor CCR5 is involved in crucial biological processes such as viral infection and chemokine signaling. This sulfation can occur at the N-terminal tyrosine residues (Y3, Y10, Y14, and Y15) of CCR5 and is catalyzed by human tyrosylprotein sulfotransferases (hTPSTs) within the Golgi lumen. However, the detailed molecular mechanism by which these tyrosine residues are sulfated remains unresolved. To elucidate the mechanism, we determined the crystal structure of a soluble domain of hTPST1 bound to the sulfate donor product 3′-phosphoadenosine 5′-phosphate (PAP) and a modified 18-residue CCR5 peptide designed to isolate the Y3-centered binding mode, at 3.2 Å resolution, with six peptide residues ordered. This structure defines key interactions consistent with Y3 sulfation and is consistent with previous biochemical data. Based on the crystal structure and prior knowledge, we constructed peptide docking models for Y10, Y14, and Y15 sulfation, as well as full-length hTPST1-PAP-CCR5 docking models. The crystal structure provides experimental insight into Y3 recognition, whereas the docking models provide testable hypotheses for how the other sulfation sites may be accommodated in the context of CCR5.

生物化学工学
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