Chemical biology tools for investigating heteromeric complexes of cannabinoid receptors
用于研究大麻素受体异聚复合物的化学生物学工具
基本信息
- 批准号:10190434
- 负责人:
- 金额:$ 9.9万
- 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:2021-08-01 至 2023-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:2-arachidonylglycerolAffectAgonistAmberAmino AcidsAntibodiesAwardBeta CellBindingBinding ProteinsBiological AssayBiological ProcessBiologyCNR1 geneCNR2 geneCalciumCell modelCellsChemicalsCodon NucleotidesComplexCoupledDevelopmentDiabetes MellitusDissociationDyesEducationEndocannabinoidsEnzymesEpitopesG-Protein-Coupled ReceptorsGTP-Binding ProteinsGeneticGenetic CodeHeterotrimeric GTP-Binding ProteinsImaging DeviceIndividualInflammationLabelLigandsLigationLightLightingLocationLysineMalignant NeoplasmsMass Spectrum AnalysisMembraneMicroscopyModificationMolecularMonitorMonoacylglycerol LipasesMutationNatureObesityOrganOutcomePeptidesPeripheralPharmacologyPlayPoint MutationPostdoctoral FellowPrevalenceProtein EngineeringProteinsProteomicsReceptor Protein-Tyrosine KinasesReportingResolutionRoleSignal PathwaySignal TransductionSpecific qualifier valueSpeedStructureSystemTechniquesTerminator CodonTissuesTrainingVesicleVisualizationWorkbasecannabinoid receptorcell motilitycrosslinkendogenous cannabinoid systemextracellularhuman diseaseinsulin secretionnew therapeutic targetnovelnovel strategiesnovel therapeutic interventionoptogeneticspeptide Iprotein complexprotein crosslinkreceptorreceptor bindingrecruitsensorspatiotemporaltool
项目摘要
Project Summary
The Gi/o coupled cannabinoid receptors 1 and 2 (CB1 and CB2) co-express in central and peripheral tissues.
They individually play fundamental roles in membrane plasticity, vesicle secretion, cell migration, and
inflammation. While CB1 and CB2 receptors share only 40% structural homology, both are fully activated by 2-
arachidonoylglycerol (2-AG) and associate with the same G-proteins. Surprisingly, opposite signaling
outcomes have been reported after selective activation of CB1 or CB2 in both central and peripheral organs.
The two receptors are individually known to interact with several protein complexes beyond the established
role of heterotrimeric G-proteins, namely through heteromeric complexes with other G protein-coupled
receptors or receptor tyrosine kinases. Co-expressed CB1 and CB2 receptors are suggested to be juxtaposed
in a way that one's activation regulates the other's activity. As 2-AG activates both receptors, I hypothesize that
the endocannabinoid coordinates heteromerization mechanisms of CB1 and CB2 with other proteins. This
project aims at combining protein engineering and proteomics to investigate the prevalence, the biological
functions and the composition of cannabinoid receptor heteromers in living cells. CB1, CB2 and their
respective interactomes need to be jointly investigated to distinguish individual from synergistic effects on
cellular activity. Investigating the biological function of CB1 and CB2 heteromers in living cells ultimately
requires novel tools to activate, label and purify cannabinoid receptors and their interacting proteins.
Additionally, a new strategy to manipulate the formation of these protein complexes in a spatially and
temporally resolved manner is needed. The speed and complexity of heteromerization mechanisms are
challenging to capture with traditional techniques. I will develop new molecular tools for the study of
cannabinoid receptor heteromers including imaging tools and those to characterize and manipulate the CB1
and CB2 interactomes at the molecular level. The techniques involved in this project include cannabinoid
receptor visualization and photo-crosslinking, reversible manipulation of 2-AG levels, and manipulation of
heteromer formation by light. This K99/R00 award will broaden my education through critical training in
proteomics and cutting-edge protein engineering techniques.
Aim 1. To investigate subcellular locations and composition of heteromeric complexes of cannabinoid
receptors.
Aim 2. To investigate the biological function of endogenous receptor heteromer formation by light.
项目概要
Gi/o 偶联大麻素受体 1 和 2(CB1 和 CB2)在中枢和外周组织中共同表达。
它们各自在膜可塑性、囊泡分泌、细胞迁移和
炎。虽然 CB1 和 CB2 受体仅具有 40% 的结构同源性,但两者均被 2-
花生四烯酰甘油 (2-AG) 并与相同的 G 蛋白结合。令人惊讶的是,相反的信号
中枢和外周器官选择性激活 CB1 或 CB2 后的结果已有报道。
已知这两种受体分别与几种蛋白质复合物相互作用,超出了已建立的范围。
异源三聚体 G 蛋白的作用,即通过与其他 G 蛋白偶联的异源复合物
受体或受体酪氨酸激酶。建议并列共表达 CB1 和 CB2 受体
在某种程度上,一个人的激活调节另一个人的活动。由于 2-AG 激活两种受体,我假设
内源性大麻素协调 CB1 和 CB2 与其他蛋白质的异聚机制。这
项目旨在结合蛋白质工程和蛋白质组学来研究患病率、生物学
活细胞中大麻素受体异聚体的功能和组成。 CB1、CB2 及其
需要联合研究各自的相互作用组,以区分个体与协同效应
细胞活动。最终研究 CB1 和 CB2 异聚体在活细胞中的生物学功能
需要新的工具来激活、标记和纯化大麻素受体及其相互作用的蛋白质。
此外,一种在空间和空间上操纵这些蛋白质复合物形成的新策略
需要暂时解决的方式。异聚化机制的速度和复杂性是
用传统技术捕捉具有挑战性。我将开发新的分子工具来研究
大麻素受体异聚体,包括成像工具以及表征和操纵 CB1 的工具
和分子水平上的 CB2 相互作用组。该项目涉及的技术包括大麻素
受体可视化和光交联、2-AG 水平的可逆操作以及
光形成异聚体。这个 K99/R00 奖项将通过关键培训拓宽我的教育范围
蛋白质组学和尖端蛋白质工程技术。
目标 1. 研究大麻素异聚复合物的亚细胞位置和组成
受体。
目的2.研究光形成内源性受体异聚体的生物学功能。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
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