Suppr超能文献

光诱导二聚体揭示β-arrestin 在 GPCR 转运中的独特作用。

Unique Roles of β-Arrestin in GPCR Trafficking Revealed by Photoinducible Dimerizers.

机构信息

Department of Chemistry, Graduate School of Science, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, 113-0033, Japan.

出版信息

Sci Rep. 2018 Jan 12;8(1):677. doi: 10.1038/s41598-017-19130-y.

Abstract

Intracellular trafficking of G protein-coupled receptors (GPCRs) controls their localization and degradation, which affects a cell's ability to adapt to extracellular stimuli. Although the perturbation of trafficking induces important diseases, these trafficking mechanisms are poorly understood. Herein, we demonstrate an optogenetic method using an optical dimerizer, cryptochrome (CRY) and its partner protein (CIB), to analyze the trafficking mechanisms of GPCRs and their regulatory proteins. Temporally controlling the interaction between β-arrestin and β2-adrenergic receptor (ADRB2) reveals that the duration of the β-arrestin-ADRB2 interaction determines the trafficking pathway of ADRB2. Remarkably, the phosphorylation of ADRB2 by G protein-coupled receptor kinases is unnecessary to trigger clathrin-mediated endocytosis, and β-arrestin interacting with unphosphorylated ADRB2 fails to activate mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling, in contrast to the ADRB2 agonist isoproterenol. Temporal control of β-arrestin-GPCR interactions will enable the investigation of the unique roles of β-arrestin and the mechanism by which it regulates β-arrestin-specific trafficking pathways of different GPCRs.

摘要

细胞内 G 蛋白偶联受体 (GPCR) 的转运控制着它们的定位和降解,从而影响细胞适应细胞外刺激的能力。尽管转运的干扰会导致重要的疾病,但这些转运机制还了解甚少。本文中,我们使用光二聚体 cryptochrome (CRY) 和其伴侣蛋白 (CIB) 展示了一种光遗传学方法,用于分析 GPCR 及其调节蛋白的转运机制。通过时间控制 β-arrestin 和 β2-肾上腺素能受体 (ADRB2) 之间的相互作用,揭示了 β-arrestin-ADRB2 相互作用的持续时间决定了 ADRB2 的转运途径。值得注意的是,G 蛋白偶联受体激酶对 ADRB2 的磷酸化对于触发网格蛋白介导的内吞作用不是必需的,并且与 ADRB2 激动剂异丙肾上腺素相反,与未磷酸化的 ADRB2 相互作用的 β-arrestin 无法激活丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 信号通路。β-arrestin-GPCR 相互作用的时间控制将能够研究 β-arrestin 的独特作用及其调节不同 GPCR 的β-arrestin 特异性转运途径的机制。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/19f9/5766490/d0df0f95d368/41598_2017_19130_Fig1_HTML.jpg

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