ヒスタミン受容体のGタンパク質選択性の分子機構を解明

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2025-06-27 東京大学

東京大学と京都大学の研究グループは、ヒスタミン受容体H1RとH4RのGタンパク質選択性の分子機構をクライオ電子顕微鏡により解明した。H4RがH1Rとは異なるリガンド認識・活性化機構を持つこと、特に「細胞内ループ2」がGタンパク質の選択に重要であることを明らかにした。これにより、ヒスタミンによるシグナル伝達の理解が深まり、H4Rを標的とした新たな抗炎症・抗アレルギー薬の開発が期待される。

ヒスタミン受容体のGタンパク質選択性の分子機構を解明
H1R/H4R と各Gタンパク質との相互作用の模式図

<関連情報>

ヒスタミン受容体におけるリガンド認識とGタンパク質選択性に関する構造的洞察 Structural insights into ligand recognition and G protein preferences across histamine receptors

Yuma Matsuzaki,Fumiya K. Sano,Hidetaka S. Oshima,Hiroaki Akasaka,Kazuhiro Kobayashi,Tatsuki Tanaka,Yuzuru Itoh,Wataru Shihoya,Yoshiaki Kise,Tsukasa Kusakizako,Asuka Inoue & Osamu Nureki
Communications Biology  Published:27 June 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s42003-025-08363-7

Abstract

Histamine exerts critical physiological roles by activating four receptor subtypes, each exhibiting a specific G protein preference. Among these, the histamine H4 receptor (H4R) modulates chemotaxis and interferon production through Gi protein activation, suggesting its therapeutic potential. Despite its physiological significance, the mechanisms underlying H4R signalling and G protein preference across histamine receptors remain poorly understood. Here, we present the cryo-electron microscopy structure of the H4R-Gi complex, revealing unique mechanisms of histamine recognition and receptor activation. We further solved the structures of the histamine H1 receptor (H1R) bound to the non-canonical G proteins Gi and Gs. Through a combination of functional and computational analyses, we identified the intracellular loop 2 as a critical determinant of G protein preference in H1R and H4R. Collectively, our comprehensive study revealed the structural basis for distinct mechanisms of ligand recognition and receptor activation, offering a profound insight into G protein preference across receptor subtypes.

有機化学・薬学
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