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Structural and Functional Studies of Human Adenosine A2A Receptor G protein Complex: Toward Understanding GPCR Activation

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Zur Funktion des Adenosinrezeptors

Adenosin ist wichtig für die gesunde Funktion von Nervenzellen, die Steuerung der Zellproliferation und als Signal für Entzündungen, und Adenosin-Zelloberflächenrezeptoren (A2A) wiederum gewährleisten diese Funktionen.

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Adenosinrezeptoren regulieren die Freisetzung von Neurotransmittern und das Herz-Kreislauf-, Immun- und andere wichtige Systeme im menschlichen Körper. Mit der Aktivierung von Adenosin-A2A-Rezeptoren werden auch intrazelluläre G-Proteine ​​und sekundäre Botenstoffe aktiviert. Wie frühere Studien offenbarten, übernimmt der C-Terminus des Adenosin-A2A-Rezeptors die G-Protein-unabhängige Signalweiterleitung. Das EU-geförderte Projekt ADORA zielt darauf ab, die Kristallstruktur des G-Protein-unabhängigen Signalwegs im Komplex mit dem vollständigen Adenosin-A2A-Rezeptor zu enthüllen. Untersucht wurden Wildtyp-Adenosin-A2A-Rezeptoren, trunkierte Rezeptormutanten und dessen große Carboxy-terminale Domäne. Entwickelt wurden Aufreinigungs- und Interaktionsassays für wichtige Interaktionsproteine: Calmodulin (CaM), ARF-Nukleotidbindungsstellenöffner, ARF6, Kalzium-bindendes Protein 2 und a-Actinin 1. Die meisten Ergebnisse wurden mit der trunkierten Mutante des A2A-Rezeptors erreicht. Rekombinante DNA-Konstrukte, die für die Proteinproduktion benötigt werden, wurden generiert und die Proteinexpression und Aufreinigung optimiert. Mittels biophysikalischer Charakterisierung der Mutante wurde experimentell der teilweise entfaltete Zustand bestätigt. Weiterhin wurde die Interaktion mit ITC (isothermer Titrationskalorimetrie) charakterisiert und Lösungsstrukturen von verkürzten Mutanten allein und in einem Komplex mit CaM durch Kleinwinkelröntgenstreuung ermittelt. Offenbar hat die Mutante in Lösung eine verlängerte röhrenartige Konformation. Die Projektergebnisse von ADORA bieten beispiellose Einblicke in Adenosin-Rezeptoren auf Protein- und Molekülebene, was für die künftige Therapie von Parkinson bedeutsam sein könnte, denn A2A interagiert mit anderen Rezeptoren und ist nachweislich am Erkrankungsverlauf beteiligt.

Schlüsselbegriffe

Adenosin, Zelloberflächenrezeptor, A2A, G-Protein-Mutante, Carboxyl, Calmodulin, Parkinson-Krankheit

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