Structural Determinants of Kappa Opioid Receptor Signaling
Kappa 阿片受体信号传导的结构决定因素
基本信息
- 批准号:10276901
- 负责人:
- 金额:$ 31.01万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-07-01 至 2026-04-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AgonistAnalgesicsArrestinsBehaviorCause of DeathCessation of lifeChemicalsClinical TreatmentClinical TrialsComplexCryoelectron MicroscopyDataDrug TargetingG-Protein-Coupled ReceptorsGTP-Binding ProteinsGoalsHeterotrimeric GTP-Binding ProteinsHuman GenomeIndividualLigandsMental DepressionMolecularMood DisordersMorphineOpioidOpioid AntagonistOpioid ReceptorOpioid agonistOverdoseOxycodonePainPain managementPathway interactionsPharmacologyReceptor ActivationReceptor SignalingResearchRoleSignal TransductionStructureSystemTherapeuticTransducersX-Ray Crystallographyaddictionbasedesigndrug discoveryin vivoinsightkappa opioid receptorsmu opioid receptorsnovelnovel therapeuticspain sensationreceptorrespiratoryscaffoldside effect
项目摘要
Project Summary/Abstract
G protein-coupled receptors (GPCRs) are the largest class of receptors in the human genome and can signal
through multiple transducers, including heterotrimeric G protein and β-arrestins. Opioid receptors are GPCRs
whose role in pain sensation has made them primary drug targets for pain medications such as oxycodone and
morphine. However, opioids have exceptionally high abuse potential and often cause fatal side effects such as
respiratory arrest and death. The magnitude of these problems has led to a search for opioid alternatives to treat
pain and related conditions. Activation of opioid receptors activates downstream effectors, including multiple G
proteins (Gi1, Gi2, Gi3, GoA, GoB, Gz, and Ggustducin) and β-arrestins (β-arrestin1 and β-arrestin2). A major
gap is an incomplete understanding of how opioid receptors recognize different transducers and the functional
effects of signaling through each pathway. Kappa opioid receptor (KOR) has displayed promising therapeutic
potential because of its novel analgesic activity –drugs that target KOR do not lead to addiction or cause death
due to overdose as observed from mu opioid receptor agonists. Selective KOR antagonists have also been
pursued in clinical trials for the treatment of addiction and depression. The research in my lab is driven by the
overall hypothesis that large-scale structural determination studies of receptor-ligand/transducer complexes will
provide molecular-level insights into opioid receptor signaling, and facilitate the design and optimization of novel
ligand scaffolds that could be further developed into new drugs with desired behavior profile. By combining X-
ray crystallography, Cryo-EM, and molecular pharmacology, we will elucidate fundamental mechanisms of KOR
ligand selectivity, receptor activation and signaling. To do so, we will pursue the following main directions: (i)
identify structural determinants of ligand selectivity between different opioid receptors types, (ii) identify the
molecular basis for different G protein subtypes recognition, and (iii) identify structural features responsible for
arrestin-bound activating states. The long-term goal is to develop receptor-specific and pathway-selective probes
using structure-based drug discovery and study the function of individual opioid receptor signaling in vivo.
项目概要/摘要
G 蛋白偶联受体 (GPCR) 是人类基因组中最大的一类受体,可以发出信号
通过多种传感器,包括异三聚体 G 蛋白和 β-抑制蛋白受体,GPCR。
它们在疼痛感觉中的作用使其成为止痛药(如羟考酮和
然而,阿片类药物具有极高的滥用潜力,并且经常引起致命的副作用,例如
这些问题的严重性导致人们寻找阿片类药物替代品来治疗。
阿片受体的激活会激活下游效应器,包括多个 G。
蛋白(Gi1、Gi2、Gi3、GoA、GoB、Gz 和 Ggustducin)和 β-arrestin(β-arrestin1 和 β-arrestin2)。
差距是对阿片受体如何识别不同传感器和功能的不完全理解
Kappa 阿片受体 (KOR) 的信号传导效应已显示出有希望的治疗作用。
因其新颖的镇痛活性而具有潜力——针对 KOR 的药物不会导致成瘾或导致死亡
选择性 KOR 拮抗剂也可归因于过量服用。
我实验室的研究是由以下因素推动的:治疗成瘾和抑郁症的临床试验。
总体假设是,受体-配体/传感器复合物的大规模结构研究将
提供对阿片受体信号传导的分子水平见解,并促进新型药物的设计和优化
通过结合 X-,可以进一步开发成具有所需行为特征的新药物。
射线晶体学、冷冻电镜和分子药理学,我们将阐明 KOR 的基本机制
为此,我们将致力于以下主要方向:(i)
确定不同阿片受体类型之间配体选择性的结构决定因素,(ii) 确定
不同 G 蛋白亚型识别的分子基础,以及 (iii) 确定负责的结构特征
长期目标是开发受体特异性和通路选择性探针。
使用基于结构的药物发现并研究体内个体阿片受体信号传导的功能。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
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