GPCR結(jié)合動(dòng)力學(xué)分析 |
概述:G 蛋白偶聯(lián)受體 (GPCR) 包括了一大類完整的膜蛋白,對(duì)于跨質(zhì)膜轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞外刺激以引發(fā)分子和細(xì)胞反應(yīng)至關(guān)重要。 它們調(diào)節(jié)真核生物的各種生理過程,有超過 30% 的藥物可用靶向 GPCR。但眾所周知,膜蛋白的研究存在許多阻力,因?yàn)樗枰M膜的環(huán)境,因?yàn)?/span>一旦從細(xì)胞膜中提取,它們穩(wěn)定性便得不到保障。 在這里,我們展示了 WAVE RAPID以分辨率表征肽配體激動(dòng)劑 (NTA11) 與神經(jīng)降壓素受體 1 (NTSR1)[1]相互作用的結(jié)合動(dòng)力學(xué)。 該神經(jīng)降壓素GPCR 介導(dǎo)多種功能,例如低血壓、高血糖、體溫過低、抗傷害感染以及調(diào)節(jié)腸道運(yùn)動(dòng)和分泌 [2]。
材料與方法
受體GPCR蛋白通過 avi 標(biāo)簽在體內(nèi)生物素化并被鏈霉親和素預(yù)包被的傳感器捕獲 (WAVEchip DXH-S)。檢測(cè)的肽激動(dòng)劑是一種突變和截短形式的神經(jīng)降壓素,其包含Y11A 的13個(gè)殘基 (Mw 725 Da)。 濃度為 300 nM, 3 倍稀釋7 種不同濃度的分析物。 流速設(shè)置為 30 μL/min。 運(yùn)行緩沖液為 50 mM Tris pH 7.5、150 mM NaCl 和 0.1% (w/v) 的表面活性劑月桂基麥芽糖-新戊二醇 (L-MNG)[3] . 所有檢測(cè)均為 在 25°C 下進(jìn)行。
圖 1:分析物為神經(jīng)降壓素肽 (Mw 725 Da) ,GPCR(神經(jīng)降壓素受體NTSR1,70 kDa 蛋白質(zhì)/去污劑復(fù)合物)作為配體,上圖為配體和分析物之間相互作用的傳感圖。 數(shù)據(jù)擬合用 1:1相互作用(扣除物質(zhì)遷移效應(yīng))模型。
結(jié)果
生物素化并經(jīng)過純化的神經(jīng)降壓素受體被鏈霉親和素預(yù)包被的傳感器捕獲 (WAVEchip DXH-S) ,其密度為 1350 pg/mm2。 其與肽激動(dòng)劑結(jié)合的劑量反應(yīng)曲線(圖 1),得到的動(dòng)力學(xué)曲線在1:1 相互作用(物質(zhì)遷移)模型可以得到很好的擬合。表1中包含了動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)和平衡擬合數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1] Egloff, P., Hillenbrand, M., Klenk, C., Batyuk, A., Heine, P., Balada, S., Schlinkmann, K. M., Scott, D. J., Schütz, M., and Plückthun, A. (2014) Structure of signaling-competent neurotensin receptor 1 obtained by directed evolution in Escherichia coli. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 111, E655–62.
[2] Krumm, B. E., and Grisshammer, R. (2015) Peptide ligand recognition by G protein-coupled receptors. Front. Pharmacol.
[3] Chae, P. S., Rasmussen, S. G. F., Rana, R. R., Gotfryd, K., Chandra, R., Goren, M. a, Kruse, A. C., Nurva, S., Loland, C. J., Pierre, Y., Drew, D., Popot, J., Picot, D., Fox, B. G., Guan, L., Gether, U., Byrne, B., Kobilka, B., and Gellman, S. H. (2010) Maltose-neopentyl glycol (MNG) amphiphiles for solubilization, stabilization and crystallization of membrane proteins. Nat. Methods 7, 1003–1008.