Enhancing olfactory receptor expression for biochemical studies of odorant-receptor interactions
增强嗅觉受体表达以进行气味受体相互作用的生化研究
基本信息
- 批准号:10465009
- 负责人:
- 金额:$ 68.86万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-03-01 至 2027-02-28
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AddressAffinityAgonistAmino Acid SequenceBackBindingBinding SitesBiochemicalBiochemistryBiological AssayCarrier ProteinsCell LineCell surfaceCellsChargeChemicalsCollaborationsCommunitiesComputing MethodologiesCryoelectron MicroscopyDataDetergentsDevelopmentDockingElectron MicroscopyEngineeringEventEvolutionFamilyFamily memberFoundationsG-Protein-Coupled ReceptorsGTP-Binding Protein alpha Subunits, GsGTP-Binding ProteinsGoalsGrantHumanIn VitroInterdisciplinary StudyKidneyKnowledgeLigand BindingLigandsMachine LearningMalignant NeoplasmsMapsMediatingModelingMolecularNoseOdorant ReceptorsOdorsOlfactory PathwaysOutcomePhysiologyProductionPropertyProstateProtein FamilyProtein Sequence AnalysisPublishingRecombinantsRoleSignal TransductionSkinSmell PerceptionStructural ModelsStructureSystemTechniquesTechnologyTestingTissuesWorkantagonistbasechemical bindingcryogenicsdesignexperienceexperimental studyfeedingimprovedinnovationinsightlarge scale productionmolecular modelingmutantnovelnovel strategiesolfactory receptoroverexpressionpredictive testprotein purificationreceptorreceptor bindingreceptor expressionreceptor functionsmall moleculestructural biologysuccessthermostabilitytool
项目摘要
Summary:
Title: Enhancing olfactory receptor expression for biochemical studies of odorant-
receptor interactions
Our sense of smell is mediated by olfactory receptors (ORs), which are the largest family
of G protein-coupled receptors (GPCRs). Some ORs also function outside the nose to
coordinate important physiology; OR function has been shown to be important in kidney,
skin, prostate, and in multiple cancer tissues. Despite groundbreaking advances in
delineating the structural basis of GPCR action, ORs remain among the most
unexplored class GPCRs in terms of structure, ligand binding and activation mechanism.
This is primarily because: 1) low expression of ORs in heterologous cell lines impedes
structure-function studies and 2) we lack small molecules that can potently activate and
inhibit OR function. In the past two years, Matsunami and Vaidehi have uncovered
amino acid sequence evolution and structural properties that contribute to OR
expression. Simultaneously, Matsunami and Manglik used engineered ORs with
enhanced expression to validate new approaches to purify ORs in detergents for
structural and biochemical studies. Building on these successes, we propose to address
fundamental challenges in OR expression and ligand discovery in iterative predict-test
cycles combining novel computational methods and experimental testing with two aims.
In Aim 1, we propose to engineer mutant ORs for six human ORs to enable
overexpression of these receptors for in vitro studies and tractability for large-scale
purification in detergents. In Aim 2, we will map OR ligand binding sites and discover
new high affinity agonists and antagonists using a combination of structural modeling,
ligand docking and biochemical experiments. We will also develop approaches to
determine structures of active ORs bound to odorants and G proteins by cryo-EM. The
outcome of the proposed work will provide new foundations to interrogate OR function
and widely available computational approaches to accelerate the OR field.
概括:
标题:增强气味生化研究的嗅觉受体表达
受体相互作用
我们的嗅觉是由嗅觉受体(OR)介导的,这是最大的家庭
G蛋白偶联受体(GPCR)的有些OR在鼻子外也起作用
协调重要的生理;或功能已显示在肾脏中很重要,
皮肤,前列腺和多种癌组织。尽管有开创性的进步
描述GPCR行动的结构性基础,ORS仍然是最多的
在结构,配体结合和激活机制方面未开发的GPCR类。
这主要是因为:1)异源细胞系中ORS的低表达阻碍
结构功能研究和2)我们缺乏可以有效激活和的小分子
抑制或功能。在过去的两年中,Matsunami和Vaidehi发现了
氨基酸序列的演化和结构特性,有助于或
表达。同时,Matsunami和Manglik使用了工程设计的ORS
增强的表达以验证新方法净化清洁剂中的ORS
结构和生化研究。在这些成功的基础上,我们建议解决
迭代预测测试中的基本挑战或表达和配体发现
将新型计算方法和实验测试与两个目标结合的循环。
在AIM 1中,我们建议为六个人类ORS设计突变体以启用
这些受体的过表达用于体外研究和大规模的障碍性
洗涤剂中的纯化。在AIM 2中,我们将映射或配体绑定位点并发现
新的高亲和力激动剂和拮抗剂,结合结构建模的组合,
配体对接和生化实验。我们还将开发方法
确定通过冷冻EM与气味剂和G蛋白结合的活性OR的结构。这
拟议工作的结果将为询问或功能提供新的基础
并广泛可用的计算方法来加速或字段。
项目成果
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专著数量(0)
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