GPC受容体はリガンドではなく、神経ペプチドYマルチレセプター/マルチリガンドシステムの結合モードを決定します

多くのGタンパク質共役受容体は、さまざまな異なるリガンドによって認識されるさまざまな受容体サブタイプのファミリーに属します。このようなマルチレセプター/マルチリガンドシステムを研究するために、Y受容体ファミリーを調査しました。このファミリーは、ヒトの4つのGタンパク質共役Y受容体（Hy 1R、Hy 2R、Hy 4R、およびHy 5R）で構成され、いわゆるNPYホルモンファミリーによって活性化されます。（NPY）、膵臓ポリペプチド（PP）、およびペプチドYY（PYY）。HY 5Rはすべてのリガンドに対して高い親和性を示しますが、PP結合の場合、親和性はわずかに減少します。合理的な説明として、NPYまたはPYYとは対照的に、Tyr（27）がPPとHY 5Rの間の接触点として失われることを提案します。さらに、リガンド結合のためのいくつかの重要な残基が、Hy 5Rの最初の広範な突然変異誘発研究によって特定されました。補完的な突然変異誘発アプローチを使用して、Hy 5RとNPYの間の新しい相互作用ポイントを発見することができました。NPY（Arg（25））とHy 5R（ASP（2.68））の相互作用、およびNPY（Arg（33））とHy 5R（ASP（6.59））の間の相互作用は、PyyおよびPPのHyへの結合で維持されています。5Rですが、PP-HY 4RおよびNPY-HY 1Rの連絡先とは異なります。したがって、膜でのリガンドの事前指向の立体構造ではなく、受容体サブタイプが結合モードを決定するという証拠を提供します。さらに、最初のHY 5Rモデルは、ウシロドプシンの結晶構造に基づいてセットアップされました。リガンド結合に重要であると特定された残基のほとんどが、現在仮定された結合ポケット内にあることを示すことができます。

Many G protein-coupled receptors belong to families of different receptor subtypes, which are recognized by a variety of distinct ligands. To study such a multireceptor/multiligand system, we investigated the Y-receptor family. This family consists of four G protein-coupled Y receptors in humans (hY 1R, hY 2R, hY 4R, and hY 5R) and is activated by the so-called NPY hormone family, which itself consists of three native peptide ligands named neuropeptide Y (NPY), pancreatic polypeptide (PP), and peptide YY (PYY). The hY 5R shows high affinity for all ligands, although for PP binding, the affinity is slightly decreased. As a rational explanation, we suggest that Tyr (27) is lost as a contact point between PP and the hY 5R in contrast to NPY or PYY. Furthermore, several important residues for ligand binding were identified by the first extensive mutagenesis study of the hY 5R. Using a complementary mutagenesis approach, we were able to discover a novel interaction point between hY 5R and NPY. The interaction between NPY(Arg (25)) and hY 5R(Asp (2.68)) as well as between NPY(Arg (33)) and hY 5R(Asp (6.59)) is maintained in the binding of PYY and PP to hY 5R but different to the PP-hY 4R and NPY-hY 1R contact points. Therefore, we provide evidence that the receptor subtype and not the pre-orientated conformation of the ligand at the membrane decides the binding mode. Furthermore, the first hY 5R model was set up on the basis of the crystal structure of bovine rhodopsin. We can show that most of the residues identified to be critical for ligand binding are located within the now postulated binding pocket.