Structural Basis and Molecular Mechanism of GPCR-Arrestin Interactions
GPCR-Arrestin 相互作用的结构基础和分子机制
基本信息
- 批准号:10713322
- 负责人:
- 金额:$ 39.63万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-08-01 至 2028-07-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:ArrestinsBindingCalciumCellsComplexCryoelectron MicroscopyDissectionDrug DesignDrug TargetingG Protein-Coupled Receptor SignalingG protein coupled receptor kinaseG-Protein-Coupled ReceptorsGTP-Binding ProteinsHormonesHumanImmune responseInterventionIonsMediatingMolecularMoodsNeurotransmittersPathway interactionsPharmaceutical PreparationsPhosphorylationPhosphotransferasesPhotonsPhysiological ProcessesPublishingReportingResolutionSafetySignal PathwaySignal TransductionStructureTaste PerceptionTherapeuticTransducersVisionVisualizationblood pressure regulationchemokine receptordesigngenetic regulatory proteininsightnovelprotein complexreceptor bindingreceptor functionresponsetool
项目摘要
Project Summary/Abstract
G protein coupled receptors are essentially the molecular messengers of the cell,
transducing signals from outside to inside. The signals are remarkably diverse, including a single
photon, ion like calcium, neurotransmitters and hormones. Humans have more than 800 GPCRs
for recognizing different signals, but only three types of transducers, G proteins, GPCR kinases
(GRKs) and arrestins. GRKs phosphorylate GPCRs whereas G proteins and arrestins directly
bind GPCRs, send the signal to downstream effectors and cause a cellular response. Comparing
structures of GPCR bound to G protein and arrestin will provide valuable insights into the
functional selectivity and guide the design of more potent drugs with better safety profiles. There
are currently >300 structures of GPCR−G protein complex reported but only 8 published
structures of GPCR−arrestin complex, which highlights the relative difficulty in obtaining suitable
arrestin complexes for structural analysis. My lab focuses on the understudied GPCR−arrestin
signaling pathway. We have developed a novel tool which stabilizes GPCR−arrestin complexes
for cryo-electron microscopy studies and used that to visualize how the atypical chemokine
receptor 3 engages arrestins in various ways at near-atomic resolution. For the next five years,
we plan to expand the study to many important GPCR−arrestin pairs to understand the structural
details to aid the design of selective interventions. This study will open the way to a detailed
dissection of the mechanism of arrestin-mediated GPCR signaling but also to structure-based
drug design.
项目概要/摘要
G蛋白偶联受体本质上是细胞的分子信使,
从外部到内部转换信号的信号是多种多样的,包括单一信号。
光子、钙等离子、神经递质和激素 人类有超过 800 个 GPCR。
用于识别不同的信号,但只有三种类型的传感器,G蛋白,GPCR激酶
(GRK) 和抑制蛋白使 GPCR 磷酸化,而 G 蛋白和抑制蛋白则直接磷酸化。
结合 GPCR,将信号发送到下游效应器并引起细胞反应。
与 G 蛋白和视紫红质抑制蛋白结合的 GPCR 结构将为了解
功能选择性并指导设计更有效、更安全的药物。
目前已报道超过 300 个 GPCR−G 蛋白复合物结构,但仅发表了 8 个
GPCR−arrestin 复合物的结构,这凸显了获得合适的
用于结构分析的抑制蛋白复合物 我的实验室专注于正在研究的 GPCR-抑制蛋白。
我们开发了一种稳定 GPCR-arrestin 复合物的新工具。
用于冷冻电子显微镜研究,并用它来可视化非典型趋化因子
在接下来的五年里,受体 3 以各种方式以近原子分辨率结合视紫红质抑制蛋白。
我们计划将研究扩展到许多重要的 GPCR−arrestin 对,以了解结构
有助于设计选择性干预措施的细节 这项研究将为详细的干预措施开辟道路。
剖析视紫红质抑制蛋白介导的 GPCR 信号传导机制,同时也基于结构
药物设计。
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)
专利数量(0)
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