发布时间:2019-09-12 21:40 原文链接: GPCRG蛋白复合物形成过程的结构见解

G蛋白偶联受体(GPCR)构成最大的细胞表面受体家族,其感知细胞外信号并激活细胞内途径。激动剂结合的GPCR与鸟苷二磷酸(GDP)结合的Gαβγ异源三聚体相互作用,导致GDP释放和鸟苷三磷酸(GTP)结合,然后异源三聚体的功能性解离和下游途径的激活。GPCR通常优先激活调节不同细胞信号传导途径的三种主要G蛋白亚家族之一:腺苷酸环化酶刺激性G蛋白(Gs),Gi / o或Gq / 11。这种耦合偏好的结构基础知之甚少。 b2AR-T4L-GsCT-CC结构和整体b2AR-T4L-GsCT-CC结构的设计

β2-肾上腺素能受体(β2AR)-Gs结构是完整GPCR-G蛋白复合物的第一个晶体结构。到目前为止解决的复杂结构都捕获了无核苷酸状态,其具有结晶学和冷冻电子显微镜所需的稳定性。这些结构揭示了无核苷酸G蛋白与A家族和B族GPCR之间相互作用的显著相似性。在所有这些结构中,Gα的C末端(α5螺旋)充当受体和核苷酸结合口袋之间的主要构象连接。鉴定a5螺旋和b2AR之间的交替相互作用

几个证据表明在GDP结合的G蛋白和其GPCR之间存在中间状态。最近的单分子荧光共振能量转移(FRET)研究表明β2AR在细胞溶质浓度的GDP存在下与Gs相互作用。氢 - 氘交换和交联研究也提供了β2AR和GDP结合的Gs之间特定相互作用的证据。这些研究表明,与无核苷酸状态相比,β2AR可能在GDP结合状态下以不同方式与Gα的α5螺旋相互作用。这些研究表明,在将纯化的β2AR与GsGDP混合的数秒内发生GDP释放,而通过晶体学观察到的稳定的β2AR-Gs复合物的形成需要更长的时间。GsGDP中a5螺旋的结构

在这里,研究人员呈现β2AR的复合物结构,其中肽代表α5螺旋的C末端14个氨基酸。该结构揭示了α5螺旋的交替构象,其与活性β2AR的细胞质核结合,其中R389Gα和E392Gα与β2AR的高度保守的DRY基序相互作用。 R389Gα和E392Gα的突变降低了偶联效率,表明观察到的复合物可能代表Gs活化过程中的中间状态。

文章总结

总而言之,这些结构为β2AR和Gs之间的交替相互作用提供了证据,同时提出β2AR的活性结构仅由GsCT的14个氨基酸稳定。该结构可以代表无核苷酸的β2AR-Gs复合物形成中的构象中间体,并揭示G蛋白活化的动态过程。