アペリン-13誘導Gタンパク質非依存性バイアスシグナル伝達の新規調節リン酸化部位としてのアペリン受容体上のセリン348の同定

リン酸化は、Gタンパク質共役受容体（GPCR）機能の調節において重要な役割を果たします。アペリンおよびアペリン受容体（APJ）システムは、心血管機能の調節と体の恒常性の中心制御に関与しています。ここでは、タンデム質量分析を使用して、最初にAPJのC末端にリン酸化されたセリン残基を特定しました。APJを介したGタンパク質依存性および非依存性シグナル伝達と機能におけるリン酸化部位の役割を決定するために、C末端セリン残基の突然変異を誘導し、Gタンパク質またはGRK/β-β-βとの相互作用に対する効果を調べました。アレスチンとその下流のシグナル伝達。セリン348の突然変異は、Apelin-13によって誘導されたAPJへのGRKおよびβ-アレスチンの両方の動員の除去をもたらしました。さらに、APJの内在化とGタンパク質非依存性ERKシグナル伝達は、セリン348の点突然変異によって廃止されました。対照的に、セリン残基でのこの変異体は、アペリン-13誘導Gタンパク質活性化とその細胞内シグナル伝達に実証可能な影響を与えませんでした。これらの発見は、セリン348の変異が不活性なGRK/β-アレスチンをもたらしたことを示唆しています。しかし、活性Gタンパク質に変化はなかったため、APJの立体構造は偏っていました。これらの結果は、APJ機能の分子相互作用と影響に関する重要な情報を提供します。これは、この偏ったシグナル経路に基づいて心臓肥大の新しい薬物を設計するために外挿する可能性があります。

Phosphorylation plays vital roles in the regulation of G protein-coupled receptor (GPCR) functions. The apelin and apelin receptor (APJ) system is involved in the regulation of cardiovascular function and central control of body homeostasis. Here, using tandem mass spectrometry, we first identified phosphorylated serine residues in the C terminus of APJ. To determine the role of phosphorylation sites in APJ-mediated G protein-dependent and -independent signaling and function, we induced a mutation in the C-terminal serine residues and examined their effects on the interaction between APJ with G protein or GRK/β-arrestin and their downstream signaling. Mutation of serine 348 led to an elimination of both GRK and β-arrestin recruitment to APJ induced by apelin-13. Moreover, APJ internalization and G protein-independent ERK signaling were also abolished by point mutation at serine 348. In contrast, this mutant at serine residues had no demonstrable impact on apelin-13-induced G protein activation and its intracellular signaling. These findings suggest that mutation of serine 348 resulted in inactive GRK/β-arrestin. However, there was no change in the active G protein thus, APJ conformation was biased. These results provide important information on the molecular interplay and impact of the APJ function, which may be extrapolated to design novel drugs for cardiac hypertrophy based on this biased signal pathway.