Structure and mechanism of beta2-adrenergic receptor

β2-肾上腺素受体的结构和机制

基本信息

  • 批准号:
    7487178
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.56万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2007-11-01 至 2008-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The long-term goal of my laboratory is to understand the mechanism of cellular signaling, beginning at hormone-mediated activation of the heterotrimeric family of G proteins. My laboratory endeavors to determine the molecular details relating hormone-receptor binding with guanine-nucleotide exchange. The current working paradigm is the beta2-adrenergic receptor (b2R) and the stimulatory heterotrimeric G protein, Gsabg. Considerable progress has been made toward understanding the mechanism of rhodopsin activity, the prototypical G protein-coupled receptor (GPCR). in contrast, comparatively little is known about other GPCRs. Furthermore, while it is clear that the structures of rhodopsin and several G proteins reveal the molecular details of their independent function, little is known about their structure and function as a complex. Our understanding of how activation of rhodopsin, and all GPCRs, leads to activation of G proteins, through stimulation of nucieotide exchange is incomplete. I propose to take a biochemical and structural approach to delineate the hormone-binding site structure, the quaternary structure of the b2R:Gsabg complex, and develop a model to elucidate how hormone-dependent nucleotide exchange occurs. I will develop an expression and purification system for the production of active b2R in a complex with Gsabg. These reagents will be used to assess real time spectrophotometic measurements of b2R:Gsabg activity. ! will take various approaches to determine and characterize the site of interaction between b2R and Gsabg using cross-linking, site-directed mutagenesis and fluorescence resonance energy transfer spectrometry. I further extend that the b2R exists as an oligomer and that the function of dimerization relates inherently to the mechanism of receptor activation, and thus G protein activation. I will engage in an effort to delineate the low and high resolution structures of the b2R:Gsabg complex in various activation states. Finally, I will integrate these data to formulate a model of how hormone activation of b2R leads to activation of nucleotide exchange and propose that this model will extend to the entire family of GPCRs.
我实验室的长期目标是了解细胞信号传导的机制,从 激素介导的 G 蛋白异源三聚体家族的激活。我的实验室致力于 确定与激素受体结合与鸟嘌呤核苷酸交换相关的分子细节。这 目前的工作范例是 β2-肾上腺素受体 (b2R) 和刺激性异三聚体 G 蛋白, 格萨布格。在了解视紫红质活性机制方面已经取得了相当大的进展, 原型 G 蛋白偶联受体 (GPCR)。相比之下,人们对其他方面知之甚少。 GPCR。此外,虽然很明显视紫红质和几种 G 蛋白的结构揭示了 尽管它们的独立功能的分子细节,但人们对它们作为复合物的结构和功能知之甚少。 我们对视紫红质和所有 GPCR 的激活如何导致 G 蛋白激活的理解是: 核苷酸交换的刺激是不完全的。我建议采取生化和结构方法 描绘激素结合位点结构、b2R:Gsabg 复合物的四级结构,以及 开发一个模型来阐明激素依赖性核苷酸交换是如何发生的。我将开发一个 表达和纯化系统,用于在与 Gsabg 的复合物中生产活性 b2R。这些试剂 将用于评估 b2R:Gsabg 活性的实时分光光度测量。 !将采取各种 确定和表征 b2R 和 Gsabg 之间相互作用位点的方法 交联、定点诱变和荧光共振能量转移光谱测定。我进一步 延伸出 b2R 作为寡聚物存在,并且二聚化的功能本质上与 受体激活的机制,从而G蛋白激活。我将努力描绘低点 以及各种激活状态下 b2R:Gsabg 复合物的高分辨率结构。最后我会整合 这些数据建立了一个模型,说明 b2R 的激素激活如何导致核苷酸交换的激活 并建议将该模型扩展到整个 GPCR 系列。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cloning and characterization of the G protein betagamma subunits from Trichoplusia ni (High Five cells).
Trichoplusia ni(高五细胞)G 蛋白 betaamma 亚基的克隆和表征。
  • DOI:
    10.1016/j.ibmb.2004.12.011
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Vadakkadathmeethal,Kannan;Felczak,Aimee;Davignon,Isabelle;Collins,Julie;Sunahara,RogerK
  • 通讯作者:
    Sunahara,RogerK
A CE assay for the detection of agonist-stimulated adenylyl cyclase activity.
用于检测激动剂刺激的腺苷酸环化酶活性的 CE 测定。
  • DOI:
    10.1002/elps.200600571
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Cunliffe,JenniferM;Whorton,MatthewR;Sunahara,RogerK;Kennedy,RobertT
  • 通讯作者:
    Kennedy,RobertT
Ligand-regulated oligomerization of beta(2)-adrenoceptors in a model lipid bilayer.
  • DOI:
    10.1038/emboj.2009.267
  • 发表时间:
    2009-11-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Fung, Juan Jose;Deupi, Xavier;Pardo, Leonardo;Yao, Xiao Jie;Velez-Ruiz, Gisselle A.;DeVree, Brian T.;Sunahara, Roger K.;Kobilka, Brian K.
  • 通讯作者:
    Kobilka, Brian K.
Detection of g protein coupled receptor mediated adenylyl cyclase activity by capillary electrophoresis using fluorescently labeled ATP.
使用荧光标记的 ATP 通过毛细管电泳检测 g 蛋白偶联受体介导的腺苷酸环化酶活性。
  • DOI:
    10.1021/ac071203
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Cunliffe,JenniferM;Sunahara,RogerK;Kennedy,RobertT
  • 通讯作者:
    Kennedy,RobertT
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