セロトニン5-HT7受容体はGSタンパク質を遅くします：単一の分子の視点

5-ヒドロキシトリプタミン（セロトニン）受容体7（5-HT7R）は、主に神経系と胃腸管に存在するGタンパク質共役受容体（GPCR）であり、気分、認知、消化、血管収縮を調節します。5-HT7Rは、以前に不活性状態の同族刺激GSタンパク質に結合することが示されています。逆カップリングと呼ばれるこの現象は、5-HT7Rの非定型的に高い固有活性に対抗すると考えられています。ただし、原形質膜のGSタンパク質の可動性に活性および非アクティブな5-HT7受容体がどのように影響するかは明らかではありません。ここでは、GSタンパク質と5-HT7Rの単一分子イメージングを使用して、5-HT7Rとその変異体の存在下で膜のGSモビリティを評価しました。5-HT7Rの発現がGSの拡散速度を劇的に減少させることを示します。構成的に活性な変異体5-HT7R（L173A）の発現は、おそらく長期にわたる不活性複合体を形成する能力が低下しているため、GS拡散を遅らせるのにあまり効果的ではありません。非アクティブな5-HT7R（N380K）変異体は、野生型受容体と同じ程度までGSを遅くします。非アクティブな5-HT7RはGSモビリティに大きな影響を与え、血漿膜のGS再分配につながり、他のGPCRやエフェクターへの可用性を変える可能性があると結論付けています。

The 5-hydroxytryptamine (serotonin) receptor type 7 (5-HT7R) is a G protein-coupled receptor (GPCR) present primarily in the nervous system and gastrointestinal tract, where it regulates mood, cognition, digestion, and vasoconstriction. 5-HT7R has previously been shown to bind to its cognate stimulatory Gs protein in the inactive state. This phenomenon, termed inverse coupling, is thought to counteract the atypically high intrinsic activity of 5-HT7R. However, it is not clear how active and inactive 5-HT7 receptors affect the mobility of the Gs protein in the plasma membrane. Here, we used single-molecule imaging of the Gs protein and 5-HT7R to evaluate Gs mobility in the membrane in the presence of 5-HT7R and its mutants. We show that expression of 5-HT7R dramatically reduces the diffusion rate of Gs. Expression of the constitutively active mutant 5-HT7R (L173A) is less effective at slowing Gs diffusion presumably due to the reduced ability to form long-lasting inactive complexes. An inactive 5-HT7R (N380K) mutant slows down Gs to the same extent as the wild-type receptor. We conclude that inactive 5-HT7R profoundly affects Gs mobility, which could lead to Gs redistribution in the plasma membrane and alter its availability to other GPCRs and effectors.