מעקב GPCR-β-arrestin1/2 אינטראקציות בזמן אמת מערכות חיים כדי להאיץ את גילוי הסמים
Summary
GPCR-β-מפיגור אינטראקציות הם שדה המתעוררים בגילוי סמים GPCR. מדויק, מדויק וקל להגדיר שיטות נחוצים כדי לפקח על אינטראקציות כאלה במערכות החיים. אנו מראים שיטת compleמנטציה מבנית לניטור GPCR-β-בפיגור בתאי החיים בזמן אמת, וזה יכול להיות מורחב לכל GPCR.
Abstract
אינטראקציות בין חלבון G מצמידים קולטנים (GPCRs) ו-β-הפיגור הם תהליכים חיוניים עם השלכות פיזיולוגיות של חשיבות רבה. כיום, האפיון של תרופות הרומן כלפי האינטראקציות שלהם עם β-מפיגור וחלבונים אחרים ציטוסולוריג הוא בעל ערך רב בתחום של גילוי תרופות GPCR במיוחד במהלך המחקר של GPCR מוטה האגניזם. כאן, אנו מראים את היישום של הרומן מבנה מבנית הספר כדי לפקח במדויק על β-מפיגור של אינטראקציות במערכות החיים בזמן אמת. שיטה זו היא פשוטה, מדויקת יכול להיות מורחב בקלות לכל GPCR של עניין וגם יש לו את היתרון כי הוא מתגבר על אינטראקציות לא ספציפיות עקב נוכחות של מקדם ביטוי נמוך נוכח בכל מערכת וקטורים. זה מבנה קומפלמנטציה מספקת תכונות מפתח המאפשרות ניטור מדויק ומדויק של קולטן-הβ-מפיגור האינטראקציות, מה שהופך אותו מתאים במחקר של אגוניזם מוטה של כל מערכת GPCR, כמו גם הסוף GPCR c-הטרמינוס ‘ זירחון קודים שנכתבו על ידי GPCR שונים (GRKs) ו פוסט-טרנסלtional שינויים של הפיגור הייצוב או יציבות הקולטן-β-מורכב.
Introduction
GPCRs מייצגים את היעד של כמעט 35% התרופות הנוכחיות בשוק1,2 והבנה ברורה של פרמקולוגיה שלהם הוא חיוני בפיתוח תרופות טיפוליות הרומן3. אחד ההיבטים המרכזיים בגילוי הסמים GPCR, במיוחד במהלך התפתחות של אגוניסטים מוטה הוא האפיון של ליגונים הרומן לקראת קולטן-β-מפיגור של אינטראקציות4 ו-β-מפיגור עם חלבונים אחרים ציטוסולונים כגון כקלרין5
זה תועד כי β-מפיגור איתות משחק תפקיד מפתח בהפרעות נוירולוגיות כגון הפרעה דו-קוטבית, דיכאון חמור, ו סכיזופרניה6 וגם תופעות לוואי חמורות בתרופות מסוימות כגון מורפיום7.
השיטות הנוכחיות המשמשות לניטור האינטראקציות הללו בדרך כלל לא מייצגים רמות אנדוגניים בפועל של החלבונים במחקר, במקרים מסוימים הם מראים אות חלשה, photobleaching לבנת ובהתאם GPCR זה יכול להיות מאתגרת טכנית להגדיר8. זה מבנה הרומן מבנית משתמש וקטורים ביטוי נמוך מקדם כדי לחקות רמות פיזיולוגיות אנדודוגני ומספק רגישות גבוהה לעומת שיטות נוכחיות9. באמצעות גישה זו, ניתן היה לאפיין בקלות את הקולטן Galanin-β-arrestin1/2 וגם β-arrestin2-clathrin רין אינטראקציות10. מתודולוגיה זו יכולה לשמש רבות לכל GPCR של עניין מסוים שבו β-הפיגור לשחק פונקציה פיזיולוגית מפתח או האיתות שלהם רלוונטי מחלות מסוימות.
Protocol
Representative Results
Discussion
באמצעות השיטה המוצגת כאן, אינטראקציות בין כל GPCR ו β-arrestin1/2 יכול להיות מנוטרים בזמן אמת מערכות החיים באמצעות זה GPCR-β-בפיגור מבניים שיטת השלמת. בהקשר זה, היינו מסוגלים לצפות הβ הדיפרנציאלי מפיגור הגיוס בין שני β-מפיגור של שניים על ידי GLP-1r (מחלקה פרוטו אופיינית B GPCR), ראינו גם דיסוציאציה של הקומ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכת על ידי מענקים מתוכנית המחקר (NRF-2015M3A9E7029172) של הקרן הלאומית למחקר של קוריאה (NRF) ממומן על ידי משרד המדע, התקשוב, ותכנון עתידי.
Materials
| Antibiotics penicillin streptomycin | Welgene | LS202-02 | Penicillin/Streptomycin |
| Bacterial Incubator | JEIO Tech | IB-05G | Incubator (Air-Jacket), Basic |
| Cell culture medium | Welgene | LM 001-05 | DMEM Cell culture medium |
| Cell culture transfection medium | Gibco | 31985-070 | Optimem 1X cell culture medium |
| CO2 Incubator | NUAIRE | NU5720 | Direct Heat CO2 Incubator |
| Digital water bath | Lab Tech | LWB-122D | Digital water bath lab tech |
| DNA Polymerase proof reading | ELPIS Biotech | EBT-1011 | PfU DNA polymerase |
| DNA purification kit | Cosmogenetech | CMP0112 | miniprepLaboPass Purificartion Kit Plasmid Mini |
| DNA Taq Polymerase | Enzynomics | P750 | nTaq DNA polymerase |
| Enzyme restriction BglII | New England Biolabs | R0144L | BglII |
| Enzyme restriction buffer | New England Biolabs | B72045 | CutSmart 10X Buffer |
| Enzyme restriction EcoRI | New England Biolabs | R3101L | EcoRI-HF |
| Enzyme restriction NheI | New England Biolabs | R01315 | NheI |
| Enzyme restriction XhoI | New England Biolabs | R0146L | XhoI |
| Fetal Bovine Serum | Gibco Canada | 12483020 | Fetal Bovine Serum |
| Gel/PCR DNA MiniKit | Real Biotech Corporation | KH23108 | HiYield Gel/PCR DNA MiniKit |
| Ligase | ELPIS Biotech | EBT-1025 | T4 DNA Ligase |
| Light microscope | Olympus | CKX53SF | CKX53 Microscope Olympus |
| lipid transfection reagent | Invitrogen | 11668-019 | Lipofectamine 2000 |
| Luminometer | Biotek/Fisher Scientific | 12504386 | Synergy 2 Multi-Mode Microplate Readers |
| NanoBiT System | Promega | N2014 | NanoBiT PPI MCS Starter System |
| Nanoluciferase substrate | Promega | N2012 | Nano-Glo Live Cell assay system |
| PCR Thermal cycler | Eppendorf | 6336000015 | Master cycler Nexus SX1 |
| Poly-L-lysine | Sigma Aldrich | P4707-50ML | Poly-L-lysine solution |
| Trypsin EDTA | Gibco | 25200-056 | Trysin EDTA 10X |
| White Cell culture 96 well plates | Corning | 3917 | Assay Plate 96 well plate |
References
- Sriram, K., Insel, P. A. GPCRs as targets for approved drugs: How many targets and how many drugs?. Molecular Pharmacology. 93 (4), 251-258 (2018).
- Hauser, A. S., Attwood, M. M., Rask-Andersen, M., Schiöth, H. B., Gloriam, D. E. Trends in GPCR drug discovery: new agents, targets and indications. Nature Reviews Drug Discovery. 16 (12), 829-842 (2017).
- Langmead, C. J., Summers, R. J. Molecular pharmacology of GPCRs. British Journal of Pharmacology. 175 (21), 1754005-1754008 (2018).
- Lohse, M. J., Hoffmann, C. Arrestin Interactions with G Protein-Coupled Receptors. Handbook of Experimental Pharmacology. 219, 15-56 (2014).
- Kang, D. S., et al. Structure of an arrestin2-clathrin complex reveals a novel clathrin binding domain that modulates receptor trafficking. Journal of Biological Chemistry. 284, 29860-29872 (2009).
- Park, S. M., et al. Effects of β-Arrestin-Biased Dopamine D2 Receptor Ligands on Schizophrenia-Like Behavior in Hypoglutamatergic Mice. Neuropsychopharmacology. 41 (3), 704-715 (2016).
- Zhu, L., Cui, Z., Zhu, Q., Zha, X., Xu, Y. Novel Opioid Receptor Agonists with Reduced Morphine-like Side Effects. Mini-Reviews in Medicinal Chemistry. 18 (19), 1603-1610 (2018).
- Smith, J. S., Lefkowitz, R. J., Rajagopal, S. Biased signalling: from simple switches to allosteric microprocessors. Nature Reviews Drug Discovery. 17 (4), 243-260 (2018).
- Dixon, A. S. NanoLuc Complementation Reporter Optimized for Accurate Measurement of Protein Interactions in Cells. ACS Chemical Biology. 11 (2), 400-408 (2016).
- Reyes-Alcaraz, A., Lee, Y. N., Yun, S., Hwang, J. I., Seong, J. Y. Conformational signatures in β-arrestin2 reveal natural biased agonism at a G-protein-coupled receptor. Communications Biology. 3, 1-128 (2018).
- Promega. . Nanobit Protein Protein Interaction System Protocol. , (2019).
- Life Biomedical. . HiYield Gel/PCR Fragments Extraction Kit. , (2019).
- New England BioLabs. . Ligation Calculator. , (2019).
- . . Cosmo Genetech. , (2019).
- Baggio, L. L., Drucker, D. J. Biology of incretins: GLP-1 and GIP. Gastroenterology. 132, 2131-2157 (2007).
- ProMega. . NanoGLO Endurazine and Vivazine Live Cell Substrates Technical Manual. , (2019).
- Ali, R., Ramadurai, S., Barry, F., Nasheuer, H. P. Optimizing fluorescent protein expression for quantitative fluorescence microscopy and spectroscopy using herpes simplex thymidine kinase promoter sequences. FEBS Open Bio. 8 (6), 1043-1060 (2018).
