Inligting

Ruimtelik-gekodeerde GPCR's?

Ruimtelik-gekodeerde GPCR's?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ek lees hierdie vraestel, en ek is reeds verlore in terme van wat hulle bedoel met GPCR-sein is ruimtelik geënkodeer.

Die handel in G-proteïengekoppelde reseptore (GPCR's) is een van die opwindendste gebiede in selbiologie as gevolg van onlangse vooruitgang wat aantoon dat GPCR-sein is ruimtelik geënkodeer.


Dit lyk of sommige GPCR's hul eie endositiese tempo reguleer deur modulasie van clathrin-coated pit (CCP) rypwording.12-14 Hierdie regulasie, wat kan verskil tussen ligande wat op dieselfde GPCR optree, is 'n addisionele metode waardeur GPCR sein kan word ruimtelik geënkodeer.

Hoe kan seine ruimtelik geënkodeer word?


Hoe kan (GPCR) seinering ruimtelik geënkodeer word?

Kort verduideliking: Tydens endositose kan die G-proteïengekoppelde reseptor ruimtelik beperk word.

Jou referaat verwys na: "Die vervulling van die belofte van "bevooroordeelde" G-proteïengekoppelde reseptoragonisme, deur Luttrell LM, Maudsley S, en Bohn LM, in Mol Pharmacol. 2015;88(3): 579-588. https://doi.org/10.1124/mol.115.099630.

Abstrak: Die feit dat meer as 30% van die huidige farmaseutiese produkte heptaheliese G-proteïengekoppelde reseptore (GPCR's) teiken, getuig van hul hanteerbaarheid as geneesmiddelteikens. Alhoewel die ontwikkeling van GPCR-medisyne tradisioneel op konvensionele agoniste en antagoniste gefokus het, het die groeiende waardering dat GPCR's fisiologies relevante effekte via beide G-proteïen- en nie-G-proteïeneffektors bemiddel, die soektog na ligande aangespoor wat stroomaf sein kan "bevooroordeel" ten gunste van een of die ander proses. Bevooroordeelde ligande is nuwe entiteite met duidelike seinprofiele wat deur ligandstruktuur bepaal word, en die potensiële vooruitsig van bevooroordeelde ligande as beter middels is pleonasties geproklameer. Inderdaad, prekliniese bewys-van-konsep-studies het getoon dat beide G-proteïen en arrestin-weg-selektiewe ligande voordelige effekte in vivo kan bevorder terwyl dit terselfdertyd skadelike effekte teëwerk. Maar saam met geleenthede kom bykomende kompleksiteit en nuwe uitdagings vir geneesmiddelontdekking. As ligande bevooroordeeld kan wees, word ligandklassifikasie toetsafhanklik, en meer genuanseerde siftingsbenaderings is nodig om liganddoeltreffendheid oor verskeie dimensies van seining vas te lê. Verder, omdat die seinrepertorium van bevooroordeelde ligande verskil van dié van die inheemse agonis, kan onvoorspelde reaksies in vivo ontstaan ​​soos wat hierdie ongebalanseerde seine voortplant."

'n Relatief eenvoudige verduideliking word in 'n ander artikel aangebied: "Temporal Bias: Time-Encoded Dynamic GPCR Signaling", deur Manuel Grundmann en Evi Kostenis DOI: https://doi.org/10.1016/j.tips.2017.09.004:

"Die idee dat inligting nie net deur die chemie van die seinkomponente geënkodeer word nie, maar ook deur hul ruimtelike en tydelike voorkoms, het die term 'spatio-temporale sein' teweeggebring. $^{[3]}$. Seintransduksie kan dus in ten minste drie dimensies gekategoriseer word, (i) kwaliteit (watter stowwe deelneem), (ii) ruimte (waar die gebeurtenis plaasvind) en (iii) tyd (wanneer die gebeurtenis plaasvind). Die wisselwerking tussen hierdie dimensies sal hierna as 'dinamiese sein' of 'seindinamika' aangewys word. Dinamiese seinering is diep verskans in GPCR seintransduksie, aangesien 'n toenemende aantal verslae ons 'n blik gee op tydruimtelike aspekte van reseptorfunksie $^{[4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]}$.".

[3]Kholodenko B.N. et al. Sein ballet in ruimte en tyd. Nat. Ds Mol. Sel Biol. 2010; 11: 414-426

[4]Irannejad R. Funksionele selektiwiteit van GPCR-gerigte dwelmaksie deur liggingvooroordeel. FASEB J. 2017; 31 (664,2)

[5]Mullershausen F. et al. Aanhoudende sein wat deur FTY720-fosfaat geïnduseer word, word bemiddel deur geïnternaliseerde S1P1-reseptore. Nat. Chem. Biol. 2009; 5: 428-434

[6]Irannejad R. et al. Konformasie-biosensors openbaar GPCR-sein vanaf endosome. Natuur. 2013; 495: 534-538

[7]Eichel K. et al. β-Arrestin dryf MAP kinase sein vanaf clathrin-bedekte strukture na GPCR-dissosiasie. Nat. Sel Biol. 2016; 18: 303-310.

[8]Thomsen A.R. et al. GPCR-G proteïen-β-arrestin superkompleks bemiddel volgehoue ​​G proteïen sein. Sel. 2016; 166: 907-919

[9]Jean-Alphonse F.G. et al. β2-Adrenergiese reseptor beheer van endosomale PTH reseptor sein via Gβγ. Nat. Chem. Biol. 2016; 13: 259-261

[10]Plasmamembraanlokalisering van die μ-opioïedreseptor beheer tydruimtelike sein. Wetenskap. Sein. 2016; 9: r16

Sien: "Ruimtelike enkodering van GPCR-sein in die senuweestelsel", deur Zara Y Weinberg, Stephanie E Crilly en Manojkumar A Puthenveedu, DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceb.2018.12.006:

"Verskeie GPCR's, insluitend reseptore wat voorheen gedink is om hoofsaaklik vanaf die seloppervlak te sein, is onlangs getoon om van baie intrasellulêre kompartemente te sein. Dit laat die idee ontstaan ​​dat sein deur enige gegewe reseptor ruimtelik in die sel gekodeer word, met duidelike plekke van seinoorsprong. wat duidelike stroomaf gevolge dikteer."

Tydens endositose kan die G-proteïengekoppelde reseptor ruimtelik beperk word.

Sien: "Ruimtelike resolusie van cAMP-sein deur oplosbare adenielsiklase", deur Giusi Caldieri en Sara Sigismund DOI: https://doi.org/10.1083/jcb.201606123 wat 'n maklik verstaanbare beeld bied:

Figuur 1. Ruimtelike en tydelike beheer van GPCR-sein deur AC's. In hippokampale neurone, aktiveer CRHR1, na binding aan agonis CRH, die trimeriese G-proteïenkompleks, saamgestel uit α-, β- en γ-subeenhede. Stimulerende Gα subeenheid word vrygestel en aktiveer tmAC en cAMP produksie (Irannejad en von Zastrow, 2014). In parallel kan geaktiveerde GPCR ook plaaslike Ca induseer$^{2+}$ vrystelling wat sAC aktiveer, gevolg deur 'n toename in cAMP-vlakke (Inda et al., 2016). (1) Hierdie twee bronne van cAMP by die PM dra by tot die vroeë fase van ERK-aktivering via die effektors proteïenkinase A (PKA) en EPAC's (Inda et al., 2016). Geaktiveerde GPCR's wat sodra vrygestel is van die G-proteïene, word gefosforileer en werf β-arrestin (β-ARR) om geïnternaliseer te word via clathrin-bedekte putte (CCP's; Irannejad en von Zastrow, 2014). (2) By die endosomale stasie aktiveer GPCR's sAC om 'n tweede golf van cAMP-produksie te aktiveer en om Erk-sein op 'n EPAC-afhanklike wyse te onderhou. sAC-aktivering by die PM en by endosome vereis Ca$^{2+}$ en bikarbonaat (nie uitgebeeld vir eenvoud nie; Inda et al., 2016). Die seinkaskade wat na Ca$^{2+}$ en bikarbonaatvrystelling (veral by die endosomale stasie) en die presiese werkingsmeganisme van sAC word nie heeltemal gekarakteriseer nie. Die verskillende vorme van AC's, en die ooreenstemmende cAMP-gradiënte wat daardeur gegenereer word, word in verskillende kleure uitgebeeld om hul verskillende rolle uit te lig. Of hierdie spesifisiteit verskillende isovorme en/of regulering weerspieël, moet nog uitgeklaar word.

"Die werk wat deur Inda et al. in hierdie uitgawe gerapporteer word, integreer en brei ons ontluikende kennis van gelokaliseerde GPCR-sein op die endosomale vlak uit. In 'n vorige werk het hierdie skrywers getoon dat Erk-aktivering deur kortikotropien-vrystellende hormoonreseptor 1 (CRHR1) sein is bifasies, met 'n vroeë reaksie wat van die PM afkomstig is en 'n laat reaksie wat endositose afhanklik is (Bonfiglio et al., 2013) In hul nuwe werk versterk Inda et al. (2016) hierdie bevindinge, wat wys dat verskillende cAMP-bronne verskillend is betrokke by die twee fases van Erk-sein. Terwyl tmAC en sAC albei bydra tot die akute Erk-seinreaksie, is sAC spesifiek betrokke by die volgehoue ​​"endositiese" fase van Erk-sein in hippokampale neuronale selle (Fig. 1).".

Let daarop dat fase 1 en 2, wat die een of ander fase teiken, eerder as deurlopende aksie, ruimtelik geënkodeer is.


Gα s sein in skeletontwikkeling, homeostase en siektes

Skeletontwikkeling word beide ruimtelik en tydelik deur selseinnetwerke uitstekend beheer. Gαs is die stimulerende α-subeenheid in 'n heterotrimeriese G-proteïenkompleks wat die sein van G-proteïengekoppelde reseptore (GPCR's) oordra, wat verantwoordelik is vir die beheer van beide skeletontwikkeling en homeostase. Gαs, wat deur die GNAS-geen by mense gekodeer word, speel kritieke rolle in skeletontwikkeling en homeostase deur toewyding, differensiasie en rypwording van skeletselle te reguleer. Gαs-gemedieerde seinwerk in wisselwerking met die Wnt- en Hedgehog-seinpaaie, beide belangrike reguleerders van skeletontwikkeling, hermodellering en beseringsherstel. Genetiese mutasies wat Gα ontwrigs funksies veroorsaak menslike afwykings met ernstige skeletafwykings, soos veselagtige displasie van been en heterotopiese beenvorming. Hierdie hoofstuk fokus op die deurslaggewende rolle van Gαs sein tydens skeletontwikkeling en homeostase, en die patologiese meganismes onderliggend aan skeletsiektes wat deur GNAS-mutasies veroorsaak word.

Sleutelwoorde: BMSC Beenchondrosiet Fibrodisplasie GNAS Gα(s) Krimpvarkiesein Heterotopiese ossifikasie Hipertrofie Intramembraneuse ossifikasie McCune–Albright-sindroom Osteoblast Osteoklast PKA Progressiewe osseuse heteroplasie Wnt-seinkAMP.


Chemici ontwikkel 'n nuwe medisyne-ontdekkingstrategie vir 'onmededingbare' dwelmteikens

'n Navorsingspan gelei deur dr Xiaoyu LI van die Navorsingsafdeling vir Chemie, Fakulteit Natuurwetenskappe, in samewerking met professor Yizhou LI van Skool vir Farmaseutiese Wetenskappe, Chongqing Universiteit en professor Yan CAO van Skool vir Farmasie, Tweede Militêre Mediese Universiteit in Sjanghai het ontwikkel 'n nuwe metode vir geneesmiddelontdekking wat membraanproteïene op lewende selle rig.

Membraanproteïene speel belangrike rolle in biologie, en baie van hulle is hoëwaarde-teikens wat intensief in die farmaseutiese industrie nagestreef word. Die metode wat deur Dr Li se span ontwikkel is, bied 'n doeltreffende manier om nuwe ligande en inhibeerders teen membraanproteïene te ontdek, wat grootliks onhandelbaar is vir tradisionele benaderings. Die ontwikkeling van die metodologie en die toepassings daarvan word nou gepubliseer in Natuurchemie.

Membraanproteïene op die seloppervlak verrig 'n magdom biologiese funksies wat noodsaaklik is vir die oorlewing van selle en organismes. Nie verbasend nie, word talle menslike siektes geassosieer met afwykende membraanproteïenfunksies. Inderdaad, membraanproteïene is verantwoordelik vir meer as 60% van die teikens van alle FDA-goedgekeurde kleinmolekulemiddels. Die G-proteïen gekoppelde reseptor (GPCR) superfamilie alleen, as die grootste klas sel-oppervlak reseptore, is die teikens van

34% van alle kliniese middels. Ten spyte van die belangrikheid, is die ontdekking van geneesmiddels teen membraanproteïene egter berug uitdagend, hoofsaaklik as gevolg van die spesiale eienskap van hul natuurlike habitat: die selmembraan. Daarbenewens is membraanproteïene ook moeilik om in 'n geïsoleerde vorm te bestudeer, aangesien hulle geneig is om noodsaaklike sellulêre kenmerke te verloor en gedeaktiveer kan word. Trouens, membraanproteïene is lank reeds beskou as 'n tipe "onbederfbare" teikens in die farmaseutiese industrie.

In onlangse jare het DNS-gekodeerde chemiese biblioteek (DEL) na vore gekom en 'n kragtige dwelmsiftingstegnologie geword. Om dit te vereenvoudig, kan ons 'n boekbiblioteek as voorbeeld gebruik. In 'n biblioteek word elke boek met 'n katalogusnommer geïndekseer en ruimtelik geënkodeer met 'n spesifieke plek op 'n boekrak. Analoog, in 'n DEL, word elke chemiese verbinding met 'n unieke DNS-merker geheg, wat dien as die "katalogusnommer" wat die strukturele inligting van die verbinding aanteken. Met DNA-kodering kan alle biblioteekverbindings gelyktydig gemeng en teen die teiken gesif word om die te ontdek wat die biologiese funksies van die teiken kan moduleer, bv. inhibeer van die proteïene wat afwykend aktief is in kwaadaardige kankers. DEL's kan verbasend groot getalle toetsverbindings bevat (miljarde of selfs triljoene), en DEL-sifting kan binne 'n paar uur in 'n gewone chemie-laboratorium uitgevoer word. Vandag is DEL wyd aangeneem deur byna al die groot farmaseutiese industrie wêreldwyd. DEL het egter ook aansienlike probleme ondervind om membraanproteïene op lewende selle te ondervra.

2 Sleutelbevindinge: dop en bevordering

Daar is twee hekkies wat die span oorkom het om die toepassing van DEL op lewende selle moontlik te maak. Eerstens, seloppervlak is nie 'n gladde konvekse vorm soos 'n ballon nie, dit is uiters kompleks met honderde verskillende biomolekules met 'n ruwe topologie, dus om die gewenste teiken op die seloppervlak te vind is soos om 'n enkele boom in 'n digte tropiese woud te vind. Die span het hierdie "teikenspesifisiteit"-probleem oorkom deur 'n metode te gebruik wat hulle voorheen ontwikkel het: DNA-geprogrammeerde affiniteitsetikettering (DPAL). Hierdie metode gebruik 'n DNS-gebaseerde sondestelsel wat spesifiek 'n DNS-merker aan die verlangde proteïen op lewende selle kan lewer, en die DNS-merker dien as 'n baken om teikenspesifieke DEL-sifting te rig. Met ander woorde, die span het eers 'n "spoorsnyer" op die teiken geïnstalleer om siftingsspesifisiteit te bereik.

Die tweede uitdaging is teikenoorvloed. Tipies bestaan ​​membraanproteïene in nanomolêre tot lae mikromolêre konsentrasies, wat ver onder die hoë mikromolêre konsentrasie is wat nodig is om die klein fraksie van bindmiddels tussen biljoene nie-binders in 'n biblioteek vas te vang. Om hierdie probleem op te los, het die span 'n nuwe strategie gebruik deur komplementêre volgordes in die DNS-merker op die teikenproteïen en die werklike biblioteek te gebruik, sodat die biblioteek naby aan die teiken kan hibridiseer en sodoende die effektiewe konsentrasie van die teikenproteïen 'n hupstoot kan gee. . Met ander woorde, die "spoorsnyer" kan nie net die biblioteek help om die teiken op te spoor nie, maar ook 'n aantreklike krag skep om die biblioteek rondom die teiken te konsentreer, nie afgelei word deur die nie-bindende bevolking nie.

In die publikasie rapporteer die span hul gedetailleerde metodologie-ontwikkeling, en hulle demonstreer ook die algemeenheid en prestasie van hierdie metode deur 'n biblioteek van 30,42 miljoen verbindings te keur teen folaatreseptor (FR), koolsuuranhidrase 12 (CA-12) en epidermaal groeifaktorreseptor (EGFR) op lewende selle, is almal belangrike teikens in die ontdekking van teenkankermedisyne. Hierdie benadering sal na verwagting breed toepaslik wees op baie membraanproteïene. Klassieke geneesmiddelteikens, soos GPCR's en ioonkanale, kan byvoorbeeld in 'n lewendige selomgewing herbesoek word om nuwe geneesmiddelontdekkingsgeleenthede te identifiseer deur die krag van DEL te benut.

"Ons verwag dat die bruikbaarheid van hierdie metode nie beperk is tot geneesmiddelontdekking nie, maar ook in akademiese navorsing om uitdagende biologiese stelsels te verken, soos oligomere membraanproteïenkomplekse en sel-sel-kommunikasie," het dr Xiaoyu Li gesê.

Mede-ooreenstemmende skrywer professor Yizhou Li van Chongqing Universiteit het gesê: "Hierdie metode het die potensiaal om geneesmiddelontdekking vir membraanproteïene te fasiliteer met die krag van groot en komplekse chemiese diversiteit van DNA-gekodeerde chemiese biblioteke." Mede-ooreenstemmende skrywer Professor Yan Cao van Second Military Medical University in Sjanghai het bygevoeg: "Hierdie tegnologie is 'n doeltreffende hulpmiddel vir die karakterisering van ligand-teikeninteraksie, dit sal nuwe lig werp op die ontwikkeling van hoë deurvloei siftingsmetodes, en sodoende die visvang van ligande vergemaklik. membraanproteïene teiken."


Erkennings

Ons is dankbaar teenoor J. Tesmer vir hulp met die voorbereiding van Aanvullende Tabel 1. Hierdie werk is befonds deur die Nasionale Gesondheids- en Mediese Navorsingsraad van Australië (NHMRC) (Programtoekenning nommer APP1055134). D.M.T. en A.G. is Australian Research Council Discovery Early Career Research Award Fellows, P.M.S. is 'n NHMRC Hoofnavorsingsgenoot en A.C. is 'n NHMRC Senior Hoofnavorsingsgenoot.

Beoordelaar inligting

Natuur bedank A. Jazayeri, R. Lefkowitz en A. Manglik vir hul bydrae tot die portuurbeoordeling van hierdie werk.


Chemici en medewerkers ontwikkel 'n nuwe medisyne-ontdekkingstrategie vir "onmededingbare" dwelmteikens

Grafiese illustrasie van die werk: DNS-geprogrammeerde affiniteitsetikettering (DPAL) maak die direkte sifting van DNS-gekodeerde chemiese biblioteke (DEL's) moontlik teen membraanproteïen-teikens op lewende selle om nuwe geneesmiddelontdekkingsgeleenthede te skep.

'n Navorsingspan gelei deur dr. Xiaoyu Li van die Navorsingsafdeling vir Chemie, Fakulteit Natuurwetenskappe, in samewerking met professor Yizhou Li van Skool vir Farmaseutiese Wetenskappe, Chongqing Universiteit en professor Yan Cao van Skool vir Farmasie, Tweede Militêre Mediese Universiteit in Sjanghai het 'n nuwe metode vir geneesmiddelontdekking ontwikkel wat membraanproteïene op lewende selle gerig het.

Membraanproteïene speel belangrike rolle in biologie, en baie van hulle is hoëwaarde-teikens wat intensief in die farmaseutiese industrie nagestreef word. Die metode wat deur Dr. Li se span ontwikkel is, bied 'n doeltreffende manier om nuwe ligande en inhibeerders teen membraanproteïene te ontdek, wat grootliks onhandelbaar is vir tradisionele benaderings. Die ontwikkeling van die metodologie en die toepassings daarvan word nou gepubliseer inNatuurchemie, 'n gesogte chemiejoernaal deur die Natuur Publishing Group (NPG).

Membraanproteïene op die seloppervlak verrig 'n magdom biologiese funksies wat noodsaaklik is vir die oorlewing van selle en organismes. Nie verrassend nie, talle menslike siektes word geassosieer met afwykende membraanproteïenfunksies. Inderdaad, membraanproteïene is verantwoordelik vir meer as 60% van die teikens van alle FDA-goedgekeurde kleinmolekulemiddels. Die G-proteïen gekoppelde reseptor (GPCR) superfamilie alleen, as die grootste klas sel-oppervlak reseptore, is die teikens van

34% van alle kliniese middels. Ten spyte van die belangrikheid, is die ontdekking van geneesmiddels teen membraanproteïene egter berug uitdagend, hoofsaaklik as gevolg van die spesiale eienskap van hul natuurlike habitat: die selmembraan. Daarbenewens is membraanproteïene ook moeilik om in 'n geïsoleerde vorm te bestudeer, aangesien hulle geneig is om noodsaaklike sellulêre kenmerke te verloor en gedeaktiveer kan word. Trouens, membraanproteïene is lank reeds beskou as 'n tipe "onbederfbare" teikens in die farmaseutiese industrie.

In onlangse jare het DNS-gekodeerde chemiese biblioteek (DEL) na vore gekom en 'n kragtige dwelmsiftingstegnologie geword. Om dit te vereenvoudig, kan ons 'n boekbiblioteek as voorbeeld gebruik. In 'n biblioteek word elke boek met 'n katalogusnommer geïndekseer en ruimtelik geënkodeer met 'n spesifieke plek op 'n boekrak. Analoog, in 'n DEL, word elke chemiese verbinding met 'n unieke DNS-merker geheg, wat dien as die "katalogusnommer" wat die strukturele inligting van die verbinding aanteken. Met DNA-kodering kan alle biblioteekverbindings gelyktydig gemeng en teen die teiken gesif word om die te ontdek wat die biologiese funksies van die teiken kan moduleer, bv. inhibeer van die proteïene wat afwykend aktief is in kwaadaardige kankers. DEL's kan verbasend groot getalle toetsverbindings bevat (miljarde of selfs triljoene), en DEL-sifting kan binne 'n paar uur in 'n gewone chemie-laboratorium uitgevoer word. Vandag is DEL wyd aangeneem deur byna al die groot farmaseutiese industrie wêreldwyd. DEL het egter ook aansienlike probleme ondervind om membraanproteïene op lewende selle te ondervra.

2 Sleutelbevindinge: dop en bevordering

Daar is twee hekkies wat die span oorkom het om die toepassing van DEL op lewende selle moontlik te maak. Eerstens, seloppervlak is nie 'n gladde konvekse vorm soos 'n ballon nie, dit is uiters kompleks met honderde verskillende biomolekules met 'n ruwe topologie, dus om die gewenste teiken op die seloppervlak te vind is soos om 'n enkele boom in 'n digte tropiese woud te vind. Die span het hierdie "teikenspesifisiteit"-probleem oorkom deur 'n metode te gebruik wat hulle voorheen ontwikkel het: DNA-geprogrammeerde affiniteitsetikettering (DPAL). Hierdie metode gebruik 'n DNS-gebaseerde sondestelsel wat spesifiek 'n DNS-merker aan die verlangde proteïen op lewende selle kan lewer, en die DNS-merker dien as 'n baken om teikenspesifieke DEL-sifting te rig. Met ander woorde, die span het eers 'n "spoorsnyer" op die teiken geïnstalleer om siftingsspesifisiteit te bereik.

Die tweede uitdaging is teikenoorvloed. Tipies bestaan ​​membraanproteïene in nanomolêre tot lae mikromolêre konsentrasies, wat ver onder die hoë mikromolêre konsentrasie is wat nodig is om die klein fraksie van bindmiddels onder biljoene nie-binders in 'n biblioteek vas te vang. Om hierdie probleem op te los, het die span 'n nuwe strategie gebruik deur komplementêre volgordes in die DNS-merker op die teikenproteïen en die werklike biblioteek te gebruik, sodat die biblioteek naby aan die teiken kan hibridiseer en sodoende die effektiewe konsentrasie van die teikenproteïen 'n hupstoot kan gee. . Met ander woorde, die "spoorsnyer" kan nie net die biblioteek help om die teiken op te spoor nie, maar ook 'n aantreklike krag skep om die biblioteek rondom die teiken te konsentreer, nie afgelei word deur die nie-bindende bevolking nie.

In die publikasie rapporteer die span hul gedetailleerde metodologie-ontwikkeling, en hulle demonstreer ook die algemeenheid en prestasie van hierdie metode deur 'n 30,42-miljoen-verbindingsbiblioteek te keur teen folaatreseptor (FR), koolsuuranhidrase 12 (CA-12) en epidermaal groeifaktorreseptor (EGFR) op lewende selle, is almal belangrike teikens in die ontdekking van teenkankermedisyne. Daar word verwag dat hierdie benadering breedweg van toepassing sal wees op baie membraanproteïene. Klassieke geneesmiddelteikens, soos GPCR's en ioonkanale, kan byvoorbeeld in 'n lewendige selomgewing herbesoek word om nuwe geneesmiddelontdekkingsgeleenthede te identifiseer deur die krag van DEL te benut.

"Ons verwag dat die nut van hierdie metode is nie beperk tot dwelm ontdekking, maar ook in akademiese navorsing uitdagende biologiese stelsels te verken, soos oligomere membraan proteïen komplekse en sel-sel kommunikasie," sê dr Xiaoyu Li.

Mede-ooreenstemmende skrywer professor Yizhou Li van Chongqing Universiteit het gesê: "Hierdie metode het die potensiaal om geneesmiddelontdekking vir membraanproteïene te fasiliteer met die krag van groot en komplekse chemiese diversiteit van DNA-gekodeerde chemiese biblioteke." Mede-ooreenstemmende skrywer Professor Yan Cao van Second Military Medical University in Sjanghai het bygevoeg: "Hierdie tegnologie is 'n doeltreffende hulpmiddel vir die karakterisering van ligand-teikeninteraksie, dit sal nuwe lig werp op die ontwikkeling van hoë deurvloei siftingsmetodes, en sodoende die visvang van ligande vergemaklik. gerig op membraanproteïene."


Toegang opsies

Kry volledige joernaaltoegang vir 1 jaar

Alle pryse is NETTO pryse.
BTW sal later by die betaalpunt bygevoeg word.
Belastingberekening sal tydens afhandeling gefinaliseer word.

Kry tydsbeperkte of volledige artikeltoegang op ReadCube.

Alle pryse is NETTO pryse.


Inleiding

Die klassieke siening van G-proteïensein begin met 'n ekstrasellulêre stimulus. 'n Wye verskeidenheid molekules, insluitend fotone, enkele atome (bv. protone en kalsium), reuke, biogene amiene (bv. epinefrien en dopamien), fosfolipiede, glikoproteïenhormone en selfs ensieme (bv. trombien), word opgespoor deur G-proteïengekoppelde reseptore. Sodra dit geaktiveer is, betrek hierdie reseptore 'n G-proteïen heterotrimeer, of in sommige gevalle β-arrestins. G-proteïene verruil BBP vir GTP, en die gedissosieerde α en β/γ subeenhede inisieer biochemiese prosesse binne die sel, meestal die produksie van tweede boodskappers soos cAMP.

Die Journal of Biological Chemistry het 'n ryk tradisie van die publikasie van referate oor GPCR's, 2 G-proteïene en hul reguleerders. Byvoorbeeld, RGS-proteïene (reguleerders van G-proteïensein) versnel GTP-hidrolise, en daarom tree hulle in opposisie met reseptore op om seintransduksie te beperk. Baie van hierdie literatuur het gefokus op meganistiese aspekte van G-proteïenfunksie of -modifikasie, met minder aandag aan die beweging en verspreiding van komponentproteïene binne die sel. Aangesien die meeste hormone en neurotransmitters nie die plasmamembraan kan oorsteek nie, het dit natuurlik gelyk om aan te neem dat reseptore en G-proteïene ook by die plasmamembraan moet woon om te kan funksioneer. Proteïene wat elders geleë is, is vermoedelik in transito, hetsy na of van hul primêre plek van aksie. Dit is egter lank reeds bekend dat ten minste een familie van GPCR's, die ligreseptore wat deur rodopsien vervat is, nie by die seloppervlak is nie maar dig verpak is binne ovaalvormige 𠇍iscs” binne die staaf- en keëlselle van die retina . Dus werk ten minste sommige G-proteïengekoppelde reseptore hoofsaaklik van binne die sel op. Hierdie siening is uitgebrei deur onlangse bevindings wat die fokus van hierdie miniresensiereeks is. Die artikels wat bygedra is, is van drie toonaangewende laboratoriums wat elk baanbrekers in hul onderskeie velde is.

Die eerste miniresensie in die reeks is deur Terri Clister, Sohum Mehta en Jin Zhang (1). Hierdie artikel begin met 'n mooi opsomming van G-proteïensein, insluitend nuwe insigte oor hoe G-proteïenfunksie in ruimte en tyd gereguleer word. Baie van die werk wat hulle beskryf het baat gevind by die ontwikkeling van sensitiewe en veelsydige biosensors. Oor die algemeen bestaan ​​dit uit proteïene of proteïenfragmente wat 'n optiese (gewoonlik fluoresserende) sein uitstraal gebaseer op veranderinge in biochemiese aktiwiteit. Wanneer sulke biosensors met hoë-resolusiemikroskopie gepaard word, kan hulle hoogs gedetailleerde ruimtelike en tydelike inligting oor molekulêre veranderinge binne die sel openbaar, soos wat plaasvind wanneer 'n sel na 'n gradiëntstimulus beweeg. Hierdie instrumente verskaf inligting wat dikwels verlore gaan in die totale data van biochemiese analise, en hulle het begin om dramatiese sel-tot-sel variasie in die reaksie op stimuli te openbaar. Die skrywers beskryf huidige biosensorontwerp, en gaan voort met spesifieke voorbeelde van biosensors wat gebruik word om reseptor- en G-proteïen (of arrestin) aktivering, translokasie na en van die plasmamembraan en die gelokaliseerde produksie van chemiese tweede boodskappers te monitor. Laastens bespreek hulle nuwe pogings om sellulêre prosesse te manipuleer, byvoorbeeld die gebruik van lig-geaktiveerde GPCR's om G-proteïenaktivering binne 'n nou segment van 'n sel te teiken. Die vermoë om G-proteïensein plaaslik te meet en te aktiveer, sal sekerlik ons ​​begrip van selseingradiënte bevorder, beide buite en binne die sel.

Die tweede referaat in die reeks is geskryf deur Nikoleta G. Tsvetanova, Roshanak Irannejad en Mark von Zastrow (2). Hierdie skrywers fokus op GPCR en G-proteïenhandel na die endosomale kompartement. Hulle skets 'n meganisme waardeur die internalisering van geaktiveerde reseptore lei tot 'n “sekonde golf” van G-proteïen sein vanaf endosome. Ouer genetiese studies in gis sowel as farmakologiese studies in soogdierselkultuur het 'n rol vir endomembraanpoele van geaktiveerde G-proteïene aangedui. Direkte bewyse vir GPCR- en G-proteïenaktivering by endosome kom uit onlangse werk deur die von Zastrow-groep. Hulle het enkeldomein-teenliggaamfragmente, wat oorspronklik ontwikkel is om geaktiveerde GPCR's en G-proteïene vir die doel van x-straalkristallografie te stabiliseer, as geneties gekodeerde biosensors aangepas. Toe hierdie fragmente saam met lewendige selfluoressensiebeelding gebruik is, het hierdie ondersoekers twee golwe van aktivering opgemerk, een by die plasmamembraan en 'n tweede, meer volgehoue ​​golf by die endosome. Hierdie golwe van proteïenaktivering korreleer met golwe van tweede boodskapperproduksie, en hierdie twee uitlesings vertoon soortgelyke sensitiwiteit vir endositiese inhibeerders en agonisonttrekking. Hierdie bevindinge daag langdurige sienings uit wat reseptor-endositose met desensibilisering gelykstel. Aangesien baie fisiologiese prosesse afhang van die tydsberekening en ligging van intrasellulêre seine, is die begrip van hierdie prosesse van kardinale belang in fisiologie en farmakologie.

Die derde artikel is deur Mikel Garcia-Marcos, Pradipta Ghosh en Marilyn G. Farquhar (3). Hierdie skrywers fokus op nuwe funksies van GIV (ook bekend as Girdin), een van 'n groeiende groep proteïene wat G-proteïene aktiveer, maar wat nie na die plasmamembraan gelokaliseer is nie en nie soos tipiese GPCR's lyk nie. GIV word oorwegend by interne membrane aangetref, eerder as by die plasmamembraan, en word geaktiveer deur reseptor-tirosienkinases, eerder as GPCR's. Alhoewel die meganistiese besonderhede nog toegelig word, is daar oortuigende genetiese data wat 'n groot rol vir GIV in selmigrasie en in die vordering van kankermetastase, sowel as nefrose en lewerfibrose aandui.

Wat beteken hierdie bevindings vir biologiese chemici? Gegewe die lang geskiedenis van GPCR's, sowel as van reseptor-tirosienkinases, as geneesmiddelteikens, is daar 'n sterk rede om ook nie-reseptoraktiveerders as potensiële geneesmiddelteikens te ondersoek. Inderdaad, vorige dwelmontdekkingspogings was gebaseer op langdurige sienings wat dalk nie meer heeltemal geldig is nie. Met opkomende bewyse vir aktiveerders van G-proteïene wat nie reseptore is nie, en wat nie eens by die plasmamembraan is nie, kan ons miskien uitsien na 'n “sekonde golf” van G-proteïenverwante ontdekkings binne die bladsye van die Journal of Biological Chemie.


Voorbeeld 4: Aanpassing van die toets by 'n biologiese monster

'n Kontrole-RNA-sjabloon word op 'n soliede ondersteuning geïmmobiliseer om 'n kunsmatige stelsel te skep. Die toets word uitgevoer met behulp van T4-DNA-ligase, wat snitte in DNA/RNA-basters kan herstel. Assays word uitgevoer op ooreenstemmende skyfies, of verskillende afdelings van dieselfde skyfie, waar in een geval gDNA getoets word en in die ander geval RNA geassesseer word. Wanneer gDNA getoets word, kan die skyfie vooraf met RNase behandel word, en wanneer RNA getoets word, word die skyfie vooraf met DNase behandel. Resultate van die toets word bevestig deur gDNA of RNA te onttrek en die relatiewe hoeveelhede deur qPCR of RT-qPCR onderskeidelik te kwantifiseer.

Ten einde die weefselseksie RNA-toetse so insiggewend moontlik te maak, word voorafbestaande inligting oor uitdrukkingsvlakke in spesifieke weefsels om transkripsies oor 'n reeks oorvloede te teiken in die toetsontwerp gebruik. Beide hoë volop transkripsies, sowel as sommige medium en lae oorvloed transkripsies, is geteiken om 'n aanvanklike assessering van die kwantitatiewe prestasie eienskappe van die toets moontlik te maak.


Kyk die video: G - Protein coupled receptors. GPCRs. Pharmacology. Drug - Receptor Interaction part -2. class 3 (Oktober 2022).