GPR17同源二聚体结构与功能的研究

【摘要】 目的表征GPR17同源二聚体的结构,揭示GPR17同源二聚体形成对GPR17功能的影响。方法采用结构预测软件I-TASSER预测GPR17单体结构,并在脂膜环境下采用分子动力学模拟进行结构优化,通过荧光寿命成像的荧光共振能量转移(FLIM-FRET)获得细胞膜表达GPR17分子间的距离约束,采用Xplor-NIH计算GPR17同源二聚体结构;基于结构模型进行相互作用关键位点的突变,采用免疫共沉淀和FLIM-FRET实验,结合全原子分子动力学模拟,研究关键位点突变对同源二聚体结构稳定性的影响;比较野生型和关键位点突变的GPR17功能变化。结果免疫共沉淀和FLIM-FRET检测发现,GPR17能够形成同源二聚体,二聚体结构显示2个GPR17分子之间的相互作用界面为TM5,而2个TM5的F229和F233之间,能够形成π-π相互作用;将F229和F233进行突变,发现与野生型GPR17相比,GPR17/F229A/F233A之间的二聚体结构变得不稳定;免疫共沉淀和FLIM-FRET显示,GPR17/F229A/F233A不能形成同源二聚体,但仍参与异源寡聚体;在配体UDP-glucose的作用下,GPR17能够偶联Gαi抑制细胞内cAMP水平,能够偶联Gαq,使细胞内钙离子增加、ERK1/2激活及受体发生内化。与野生型相比,GPR17/F229A/F233A突变后,UDP-glucose诱导的细胞内钙离子增加、ERK1/2激活和受体内化显著抑制,而抑制cAMP的作用未受影响。结论GPR17能够通过TM5的2对F229和F233之间的π-π相互作用形成同源二聚体,GPR17的同源二聚体介导配体激活引起的Gαq偶联和受体内化。更多还原