アゴニズムと逆アゴニズムの間の交換に関与するグレリン受容体における有効性スイッチ領域の識別

カルボキシアミド化されたWFWLLペプチドは、構成的に活性なグレリン受容体におけるアゴニズムと逆アゴニズムの構造的基礎を調べるためのコアリガンドとして使用されました。リガンドでは、awfwllによって例示されるように、n末端に有効性スイッチを構築できます。これは高い効力アゴニストとして機能しましたが、kwfwllは同様に高い効力の逆アゴニストでした。WFWを含むペプチド、アゴニスト、逆アゴニストは、主要なリガンド結合ポケット全体をカバーする受容体変異の影響を受け、主要な相互作用部位は膜貫通（TM）-VIおよび-VIIおよび反対側の顔の残基の芳香族クラスターです。TM-IIIの。アゴニストまたは逆アゴニストの効力の増加に関する機能の獲得、またはこれらの特性の高い効力バージョン間の交換は、TM-III、-iv、および、およびTM-IIIの結合ポケットの広い領域をカバーする多くの位置で置換によって取得されました。-v。しかし、特に、位置III：04での空間生成置換は、リガンドの有効性を逆アゴニズムからアゴニズムに変えましたが、位置III：08、1つのらせんターンでの同様の置換は、アゴニズムから逆アゴニズムにシフトしました。TM-III上のこの「有効性シフト領域」とTM-VIおよびTM-VIIの対立する芳香族クラスターの間の結合ポケットにあるリガンドの相対的な位置は、アゴニズム、すなわち表面的な結合モードのいずれかにつながることが示唆されています。または、それは逆アゴニズム、すなわち、より深い結合モードにつながります。異なる結合モードと反対の有効性とのこの関係は、7TM受容体の活性化のグローバルトグルスイッチモデルと一致しています。

The carboxyamidated wFwLL peptide was used as a core ligand to probe the structural basis for agonism versus inverse agonism in the constitutively active ghrelin receptor. In the ligand, an efficacy switch could be built at the N terminus, as exemplified by AwFwLL, which functioned as a high potency agonist, whereas KwFwLL was an equally high potency inverse agonist. The wFw-containing peptides, agonists as well as inverse agonists, were affected by receptor mutations covering the whole main ligand-binding pocket with key interaction sites being an aromatic cluster in transmembrane (TM)-VI and -VII and residues on the opposing face of TM-III. Gain-of-function in respect of either increased agonist or inverse agonist potency or swap between high potency versions of these properties was obtained by substitutions at a number of positions covering a broad area of the binding pocket on TM-III, -IV, and -V. However, in particular, space-generating substitutions at position III:04 shifted the efficacy of the ligands from inverse agonism toward agonism, whereas similar substitutions at position III: 08, one helical turn below, shifted the efficacy from agonism toward inverse agonism. It is suggested that the relative position of the ligand in the binding pocket between this "efficacy shift region" on TM-III and the opposing aromatic cluster on TM-VI and TM-VII leads either to agonism, i.e. in a superficial binding mode, or it leads to inverse agonism, i.e. in a more profound binding mode. This relationship between different binding modes and opposite efficacy is in accordance with the Global Toggle Switch model for 7TM receptor activation.