Single-molecule analysis of ligand efficacy in β(2)AR-G-protein activation.
Single-molecule analysis of ligand efficacy in β(2)AR-G-protein activation.
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DOI：
10.1038/nature22354
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发表时间：
2017-07-06
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Blanchard SC
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gregorio GG;Masureel M;Hilger D;Terry DS;Juette M;Zhao H;Zhou Z;Perez-Aguilar JM;Hauge M;Mathiasen S;Javitch JA;Weinstein H;Kobilka BK;Blanchard SC
G蛋白偶联受体（GPCR）介导的信号转导是人类生理和疾病干预的核心，但负责配体依赖性信号应答的分子机制仍然知之甚少。在A类GPCR中，受体活化和G蛋白偶联需要跨膜区段6（TM 6）的向外移动。利用单分子荧光共振能量转移（smFRET）成像技术，我们研究了β2肾上腺素能受体（β2AR）中的TM 6在暴露于具有不同功效的正构配体（不存在和存在Gs异源三聚体）后的运动。我们发现，部分和完全激动剂影响TM 6运动的方式，差异调节GDP结合的β2AR-Gs复合物形成的速率和核苷酸交换导致Gs激活的效率。这些数据还揭示了与已知结构不同的瞬时核苷酸结合的β2AR-Gs种类，以及配体和核苷酸结合口袋之间变构连接的单分子观点，这些观点为G蛋白激活机制提供了新的线索。
G protein-coupled receptor (GPCR)-mediated signal transduction is central to human physiology and disease intervention, yet the molecular mechanisms responsible for ligand-dependent signaling responses remain poorly understood. In Class A GPCRs, receptor activation and G protein coupling entail outward movements of transmembrane segment 6 (TM6). Using single-molecule Fluorescence Resonance Energy Transfer (smFRET) imaging, we examine TM6 motions in the β2 adrenergic receptor (β2AR) upon exposure to orthosteric ligands with different efficacies, in the absence and presence of the Gs heterotrimer. We show that partial and full agonists affect TM6 motions in a manner that differentially regulates the rate at which GDP-bound β2AR-Gs complexes are formed and the efficiency of nucleotide exchange leading to Gs activation. These data also reveal transient nucleotide-bound β2AR-Gs species distinct from known structures and single-molecule perspectives on the allosteric link between ligand and nucleotide binding pockets that shed new light on the G protein activation mechanism.
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影响因子：
64.5
作者：
Manglik A;Kim TH;Masureel M;Altenbach C;Yang Z;Hilger D;Lerch MT;Kobilka TS;Thian FS;Hubbell WL;Prosser RS;Kobilka BK
通讯作者：
Kobilka BK
蛋白质动力学在GPCR功能中的作用：β2AR和视紫红质的见解。
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作者：
Manglik, Aashish;Kobilka, Brian
通讯作者：
Kobilka, Brian
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作者：
Huang W;Manglik A;Venkatakrishnan AJ;Laeremans T;Feinberg EN;Sanborn AL;Kato HE;Livingston KE;Thorsen TS;Kling RC;Granier S;Gmeiner P;Husbands SM;Traynor JR;Weis WI;Steyaert J;Dror RO;Kobilka BK
通讯作者：
Kobilka BK
影响因子：
64.8
作者：
Flock T;Ravarani CNJ;Sun D;Venkatakrishnan AJ;Kayikci M;Tate CG;Veprintsev DB;Babu MM
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Babu MM
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作者：
Gales, Celine;Van Durm, Joost J. J.;Bouvier, Michel
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