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Biophysical journal2021May04Vol.120issue(9)

表面プラズモン共鳴によるA2ARの結合動態の特性評価

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, N.I.H., Extramural
概要
Abstract

表面の局在化のため、Gタンパク質共役受容体(GPCR)は、多くの場合、さまざまな細胞外刺激(光、ホルモン、小分子など)に反応し、下流のシグナル伝達応答を活性化または阻害する可能性のある医薬品標的です。アデノシンA2A受容体(A2AR)は、人体全体で広く発現される、10を超える結晶構造が決定されている、よく特徴付けられたGPCRです。受容体のこの部分は長く非構造化されているため、結晶化にはA2AR C末端の切り捨てが必要です。ただし、以前の研究では、A2AR C末端が412から316アミノ酸(A2AΔ316R)の短縮が、cAMP生産で測定されたように、下流のシグナルを構成的なフルレングスA2ARレベルよりも下回ることを示唆しています。cAMPの生産は、Gタンパク質の最初の活性化イベントカップリングの下流であるため、受容体への調査において、その活性化の最初のステップは、切り捨てがネイティブGPCR機能にどのように影響するかを理解する上で重要です。ここでは、精製受容体およびGαSタンパク質を使用して、表面プラズモン共鳴(SPR)を使用して、GDPまたはGTPγSを使用した場合とない場合の場合、またはGTPγSを使用した場合とない場合のA2ARおよびA2AΔ316RとGαとの関連を特徴付けます。A2ARに対するGαS親和性は、APO-Gαで最大であり、GDPの存在下で中程度に影響を受け、GTPγSの添加によりほぼ完全に除去されました。A2AR C末端(A2AΔ316R)の切り捨ては、GαSの非リガンド受容体の親和性を約20%減少させ、結合への小さな変化が下流のシグナル伝達に大きく影響する可能性があることを示唆しています。

表面の局在化のため、Gタンパク質共役受容体(GPCR)は、多くの場合、さまざまな細胞外刺激(光、ホルモン、小分子など)に反応し、下流のシグナル伝達応答を活性化または阻害する可能性のある医薬品標的です。アデノシンA2A受容体(A2AR)は、人体全体で広く発現される、10を超える結晶構造が決定されている、よく特徴付けられたGPCRです。受容体のこの部分は長く非構造化されているため、結晶化にはA2AR C末端の切り捨てが必要です。ただし、以前の研究では、A2AR C末端が412から316アミノ酸(A2AΔ316R)の短縮が、cAMP生産で測定されたように、下流のシグナルを構成的なフルレングスA2ARレベルよりも下回ることを示唆しています。cAMPの生産は、Gタンパク質の最初の活性化イベントカップリングの下流であるため、受容体への調査において、その活性化の最初のステップは、切り捨てがネイティブGPCR機能にどのように影響するかを理解する上で重要です。ここでは、精製受容体およびGαSタンパク質を使用して、表面プラズモン共鳴(SPR)を使用して、GDPまたはGTPγSを使用した場合とない場合の場合、またはGTPγSを使用した場合とない場合のA2ARおよびA2AΔ316RとGαとの関連を特徴付けます。A2ARに対するGαS親和性は、APO-Gαで最大であり、GDPの存在下で中程度に影響を受け、GTPγSの添加によりほぼ完全に除去されました。A2AR C末端(A2AΔ316R)の切り捨ては、GαSの非リガンド受容体の親和性を約20%減少させ、結合への小さな変化が下流のシグナル伝達に大きく影響する可能性があることを示唆しています。

Because of their surface localization, G protein-coupled receptors (GPCRs) are often pharmaceutical targets as they respond to a variety of extracellular stimuli (e.g., light, hormones, small molecules) that may activate or inhibit a downstream signaling response. The adenosine A2A receptor (A2AR) is a well-characterized GPCR that is expressed widely throughout the human body, with over 10 crystal structures determined. Truncation of the A2AR C-terminus is necessary for crystallization as this portion of the receptor is long and unstructured; however, previous work suggests shortening of the A2AR C-terminus from 412 to 316 amino acids (A2AΔ316R) ablates downstream signaling, as measured by cAMP production, to below that of constitutive full-length A2AR levels. As cAMP production is downstream of the first activation event-coupling of G protein to its receptor-investigating that first step in activation is important in understanding how the truncation effects native GPCR function. Here, using purified receptor and Gαs proteins, we characterize the association of A2AR and A2AΔ316R to Gαs with and without GDP or GTPγs using surface plasmon resonance (SPR). Gαs affinity for A2AR was greatest for apo-Gαs, moderately affected in the presence of GDP and nearly completely ablated by the addition of GTPγs. Truncation of the A2AR C-terminus (A2AΔ316R) decreased the affinity of the unliganded receptor for Gαs by ∼20%, suggesting small changes to binding can greatly impact downstream signaling.

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