Suppr超能文献

动态时空决定因素调节 GPCR:G 蛋白偶联的选择性和混杂性。

Dynamic spatiotemporal determinants modulate GPCR:G protein coupling selectivity and promiscuity.

机构信息

Department of Computational and Quantitative Medicine, Beckman Research Institute of the City of Hope, Duarte, CA, 91010, USA.

Department of Structural Biology, Center for Data Driven Discovery, St. Jude Children's Research Hospital, Memphis, TN, 38105, USA.

出版信息

Nat Commun. 2022 Dec 2;13(1):7428. doi: 10.1038/s41467-022-34055-5.

Abstract

Recent studies have shown that G protein coupled receptors (GPCRs) show selective and promiscuous coupling to different Gα protein subfamilies and yet the mechanisms of the range of coupling preferences remain unclear. Here, we use Molecular Dynamics (MD) simulations on ten GPCR:G protein complexes and show that the location (spatial) and duration (temporal) of intermolecular contacts at the GPCR:Gα protein interface play a critical role in how GPCRs selectively interact with G proteins. We identify that some GPCR:G protein interface contacts are common across Gα subfamilies and others specific to Gα subfamilies. Using large scale data analysis techniques on the MD simulation snapshots we derive a spatio-temporal code for contacts that confer G protein selective coupling and validated these contacts using G protein activation BRET assays. Our results demonstrate that promiscuous GPCRs show persistent sampling of the common contacts more than G protein specific contacts. These findings suggest that GPCRs maintain contact with G proteins through a common central interface, while the selectivity comes from G protein specific contacts at the periphery of the interface.

摘要

最近的研究表明,G 蛋白偶联受体(GPCR)对不同的 Gα 蛋白亚家族表现出选择性和混杂性的偶联,但其广泛偶联偏好的机制仍不清楚。在这里,我们使用分子动力学(MD)模拟对十个 GPCR:G 蛋白复合物进行研究,结果表明 GPCR:Gα 蛋白界面上的分子间接触的位置(空间)和持续时间(时间)在 GPCR 与 G 蛋白选择性相互作用中起着关键作用。我们确定了一些 GPCR:G 蛋白界面接触在 Gα 亚家族中是常见的,而另一些则是特定于 Gα 亚家族的。我们使用 MD 模拟快照上的大规模数据分析技术,为赋予 G 蛋白选择性偶联的接触导出了时空编码,并使用 G 蛋白激活 BRET 测定法验证了这些接触。我们的研究结果表明,混杂性 GPCR 比 G 蛋白特异性接触更频繁地持续采样常见接触。这些发现表明,GPCR 通过一个共同的中央界面与 G 蛋白保持接触,而选择性来自于界面外围的 G 蛋白特异性接触。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/aa13/9718833/6965f05445e8/41467_2022_34055_Fig1_HTML.jpg

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