【本学研究者情報】

〇大学院薬学研究科　分子細胞生化学分野
教授　井上飛鳥
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• Cryo-EM SPA（クライオ電子顕微鏡単粒子解析）^*１?全反射赤外分光法（ATR-FTIR）^*2?薬理学的解析?分子動力学（MD）シミュレーション^*3という複数の先端技術を統合し、κオピオイド受容体（KOR) ^*4のバイアスドシグナリング（選択的シグナル伝達）^*5の分子実体の詳細を解明
• 2種類の作動薬（ナルフラフィン ^*6/U-50,488H ^*7）による受容体活性化の立体構造を可視化し、シグナル分岐の起点となるアミノ酸残基を同定
• 本成果は、副作用を抑えたオピオイド系鎮痛薬など、次世代創薬戦略に向けた重要な分子設計指針を提供

【概要】

学校法人関西医科大学（大阪府枚方市 理事長?山下敏夫、学長?木梨達雄）医学部医化学講座　清水（小林）拓也教授、寿野良二准教授、名古屋工業大学生命?応用化学類　片山耕大准教授、神取秀樹特別教授、京都大学大学院薬学研究科?東北大学大学院薬学研究科井上飛鳥教授（京都大学/東北大学）、明治大学理工学研究科　光武亜代理准教授、筑波大学国際統合睡眠医科学研究機構　斉藤毅准教授、大阪大学蛋白質研究所　加藤貴之教授らの共同研究グループは、ヒトκオピオイド受容体のバイアスドシグナリング機構を従来より詳細に解析し、新たにシグナル選択性に関与するアミノ酸残基を同定しました。詳しい研究概要は次ページ以降の別添資料をご参照ください。

なお、本研究をまとめた論文が『Nature Communications（インパクトファクター：15.7）』に10月28日（火）10時付（ロンドン標準時。日本時間同日19時）で掲載されました。

【用語解説】

*1 クライオ電子顕微鏡単粒子解析
極低温環境でタンパク質試料に電子線を照射し、様々な角度からの投影像から３次元構造を計算して電子マップを得る手法。2017年にノーベル化学賞を受賞した。

*2 全反射赤外分光法（ATR-FTIR）
赤外光を試料表面に全反射させ、界面に生じるエバネッセント波を利用して分子振動を検出する分光法。化学結合の振動状態変化を鋭敏に捉えられるため、タンパク質の二次構造や局所的環境変化を解析できる。

*3 分子動力学シミュレーション
コンピュータ上で原子レベルでの分子の動きを解析する方法。実験では得ることが難しいタンパク質の動的な構造変化の情報を得ることができる。

*4 κオピオイド受容体（KOR）
オピオイド受容体の一種。作動薬は鎮痛薬として開発が期待されているが、鎮静、薬物嫌悪の副作用が問題となっている。

*5 バイアスドシグナリング
同じ受容体に対して異なるリガンドがそれぞれ異なるシグナル伝達経路を選択的に活性化する現象。望ましい作用（例：鎮痛）と望ましくない作用（例：鎮静）が"選り分けられる"リガンドであれば、副作用の軽減が期待される。

*6 ナルフラフィン
KOR作動薬。薬物嫌悪の副作用の分離に成功し、難治性そう痒症の治療薬（販売名レミッチ?／ノピコール?）として使用実績がある。

*7 U-50,488H
研究で広く使われるKOR作動薬。鎮静、薬物嫌悪の副作用を示すことが報告されている。

【論文情報】

タイトル：Structural and Dynamic Insights into the Biased Signaling Mechanism of the Human Kappa Opioid Receptor
著者： Hiromasa Niinomi*, Hiroki Nada, Tomoya Yamazaki, Tetsuya Hama, Akira
Kouchi, Tomoya Oshikiri, Masaru Nakagawa, and Yuki Kimura
掲載誌：Nature Communications
DOI：10.1038/s41467-025-64882-1

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学大学院薬学研究科　分子細胞生化学分野
教授　井上飛鳥（いのうえ　あすか）
TEL:022-795-6860
Email : asuka.inoue.c2*tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学大学院薬学研究科?薬学部 総務係
TEL：022-795-6801
Email : ph-som*grp.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）