構成的Gタンパク質カップリングプロファイルは、研究されていない孤児GPCRのプロファイルです

多数のGPCRは、潜在的に貴重な薬物ターゲットですが、研究されていないままです。これらの多くは、十分に検証された活性化リガンドを欠いており、「孤児」受容体と見なされており、Gタンパク質カップリングプロファイルは多くの孤児GPCRで定義されていません。ここでは、構成的受容体活性を使用して、ORPHAN GPCRのGタンパク質カップリングプロファイルを決定できるかどうかを尋ねました。生物発光共鳴エネルギー伝達（BRET）を使用して、48の孤立した孤児GPCRと5つのGタンパク質（240の組み合わせ）の間のヌクレオチド感受性相互作用を監視しました。受容体リガンドは使用されませんでしたが、GDPは受容体Gタンパク質複合体を破壊するための一般的なGタンパク質リガンドとして使用されました。同じ受容体とβ-アレスチンの間の構成的ブレットも測定されました。私たちは、研究した48の受容体のうち22のGタンパク質カップリングプロファイルを生成するのに十分なGDP感受性ブレットを見つけました。全体として、48の結合受容体Gタンパク質ペアを特定しましたが、その多くは以前に説明されていません。グアニンヌクレオチドの非存在下で自然に形成される受容体Gタンパク質複合体を使用して、構成的活性GPCRのGタンパク質カップリングをプロファイルできると結論付けています。このアプローチは、活性化リガンドが利用できない他のGPCRのGタンパク質カップリングを研究するのに役立つかもしれません。

A large number of GPCRs are potentially valuable drug targets but remain understudied. Many of these lack well-validated activating ligands and are considered "orphan" receptors, and G protein coupling profiles have not been defined for many orphan GPCRs. Here we asked if constitutive receptor activity can be used to determine G protein coupling profiles of orphan GPCRs. We monitored nucleotide-sensitive interactions between 48 understudied orphan GPCRs and five G proteins (240 combinations) using bioluminescence resonance energy transfer (BRET). No receptor ligands were used, but GDP was used as a common G protein ligand to disrupt receptor-G protein complexes. Constitutive BRET between the same receptors and β-arrestins was also measured. We found sufficient GDP-sensitive BRET to generate G protein coupling profiles for 22 of the 48 receptors we studied. Altogether we identified 48 coupled receptor-G protein pairs, many of which have not been described previously. We conclude that receptor-G protein complexes that form spontaneously in the absence of guanine nucleotides can be used to profile G protein coupling of constitutively-active GPCRs. This approach may prove useful for studying G protein coupling of other GPCRs for which activating ligands are not available.