Дизайн генно-инженерных конструкций, выделение и очистка мономерной формы рецептора GPR17 класса GPCR для структурно-функциональных исследований
- Авторы: Сафронова Н.А.1, Лугинина А.П.1, Садова А.А.1, Шевцов М.Б.1, Моисеева О.В.1, Борщевский В.И.1, Мишин А.В.1
-
Учреждения:
- Центр исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний, Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
- Выпуск: Том 51, № 1 (2025)
- Страницы: 82-93
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/0132-3423/article/view/285922
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0132342325010086
- EDN: https://elibrary.ru/LZDVJL
- ID: 285922
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Рецепторы, сопряженные с G-белком (GPCR), – это семейство семиспиральных трансмембранных белков, состоящее более чем из 800 представителей в геноме человека, играющих ключевую роль в регуляции большинства процессов в организме и являющихся мишенями для трети всех современных лекарств. Многие GPCR, несмотря на значимость для фармакологии, до сих пор орфанные, т.е. эндогенный лиганд для них неизвестен. Орфанный рецептор GPR17, относящийся к классу А GPCR, экспрессируется преимущественно в центральной нервной системе, играет важную роль в регуляции образования миелиновой оболочки нейронов и представляет собой потенциальную мишень для разработки новых лекарственных препаратов против рассеянного склероза, болезни Альцгеймера и ишемии. Цель данной работы заключалась в подготовке GPR17 для структурно-функциональных исследований, начиная с модификации рецептора и заканчивая получением белкового препарата. Был проведен скрининг различных генно-инженерных конструкций, проанализирован ряд точечных мутаций, а также проверено значительное число потенциальных лигандов данного рецептора. В результате работы оптимизированы условия экспрессии, выделения и очистки GPR17, что в совокупности позволило получить достаточно стабильный и мономерный белковый препарат, подходящий для дальнейших структурных исследований.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
Н. А. Сафронова
Центр исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний, Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Автор, ответственный за переписку.
Email: mishinalexej@gmail.com
Россия, Долгопрудный
А. П. Лугинина
Центр исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний, Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Email: mishinalexej@gmail.com
Россия, Долгопрудный
А. А. Садова
Центр исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний, Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Email: mishinalexej@gmail.com
Россия, Долгопрудный
М. Б. Шевцов
Центр исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний, Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Email: mishinalexej@gmail.com
Россия, Долгопрудный
О. В. Моисеева
Центр исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний, Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Email: mishinalexej@gmail.com
Россия, Долгопрудный
В. И. Борщевский
Центр исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний, Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Email: mishinalexej@gmail.com
Россия, Долгопрудный
А. В. Мишин
Центр исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний, Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Email: mishinalexej@gmail.com
Россия, Долгопрудный
Список литературы
- Kuneš J., Hojná S., Mráziková L., Montezano A., Touyz R., Maletínská L. // Physiol Res. 2023. V. 72. P. S73–S90. https://doi.org/10.33549/physiolres.935109
- Marucci G., Dal Ben D., Lambertucci C., Martí Navia A., Spinaci A., Volpini R., Buccioni M. // Exp. Opin. Ther. Pat. 2019. V. 29. P. 85–95. https://doi.org/10.1080/13543776.2019.1568990
- Dziedzic A., Miller E., Saluk-Bijak J., Bijak M. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. P. 1852. https://doi.org/10.3390/ijms21051852
- Ou Z., Sun Y., Lin L., You N., Liu X., Li H., Ma Y., Cao L., Han Y., Liu M., Deng Y., Yao L., Lu Q.R., Chen Y. // J. Neurosci. 2016. V. 36. P. 10560–10573. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0898-16.2016
- Yan S., Conley J.M., Reilly A.M., Stull N.D., Abhyankar S.D., Ericsson A.C., Kono T., Molosh A.I., Kubal C.A., Evans-Molina C., Ren H. // Cell Rep. 2022. V. 38. P. 110179. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.110179
- Ren H., Cook J. R., Kon N., Accili D. // Diabetes. 2015. V. 64. P. 3670–3679. https://doi.org/10.2337/db15-0390
- Sriram K., Insel P.A. // Mol. Pharmacol. 2018. V. 93. P. 251–258. https://doi.org/10.1124/mol.117.111062
- Khorn P.A., Luginina A.P., Pospelov V.A., Dashevsky D.E., Khnykin A.N., Moiseeva O.V., Safronova N.A., Belousov A.S., Mishin A.V., Borshchevsky V.I. // Biochemistry (Moscow). 2024. V. 89. P. 747–764. https://doi.org/10.1134/S0006297924040138
- Ye F., Wong T., Chen G., Zhang Z., Zhang B., Gan S., Gao W., Li J., Wu Z., Pan X., Du Y. // MedComm (Beijing). 2022. V. 3. P. e159. https://doi.org/10.1002/mco2.159
- Van Montfort R.L.M., Workman P. // Essays Biochem. 2017. V. 61. P. 431–437. https://doi.org/10.1042/EBC20170052
- Chun E., Thompson A.A., Liu W., Roth C.B., Griffith M.T., Katritch V., Kunken J., Xu F., Cherezov V., Hanson M.A., Stevens R.C. // Structure. 2012. V. 20. P. 967–976. https://doi.org/10.1016/j.str.2012.04.010
- Гусач А.Ю. // Структурные исследования человеческого цистеинил-лейкотриенового рецептора второго типа для создания новых лекарственных препаратов. Дис. канд. физ.-мат. наук, МФТИ, Москва, 2020.
- Ballesteros J.A., Weinstein H. // Methods Neurosci. 1995. V. 25. P. 366–428. https://doi.org/10.1016/S1043-9471(05)80049-7
- Bläsius R., Weber R.G., Lichter P., Ogilvie A. // J. Neurochem. 1998. V. 70. P. 1357–1365. https://doi.org/10.1046/j.1471-4159.1998.70041357.x
- Cherezov V., Abola E., Stevens R.C. // Methods Mol. Biol. 2010. P. 141–168. https://doi.org/10.1007/978-1-60761-762-4_8
- Popov P., Peng Y., Shen L., Stevens R.C., Cherezov V., Liu Z.J., Katritch V. // Elife. 2018. V. 7. P. e34729. https://doi.org/10.7554/eLife.34729
- Alexandrov A.I., Mileni M., Chien E.Y.T., Hanson M.A., Stevens R.C. // Structure. 2008. V. 16. P. 351–359. https://doi.org/10.1016/j.str.2008.02.004
- Luginina A., Gusach A., Marin E., Mishin A., Brouillette R., Popov P., Shiriaeva A., Besserer-Offroy É., Longpré J.M., Lyapina E., Ishchenko A., Patel N., Polovinkin V., Safronova N., Bogorodskiy A., Edelweiss E., Hu H., Weierstall U., Liu W., Batyuk A., Gordeliy V., Han G. W., Sarret P., Katritch V., Borshchevskiy V., Cherezov V. // Sci. Adv. 2019. V. 5. P. eaax2518. https://doi.org/10.1126/sciadv.aax2518
- Ciana P., Fumagalli M., Trincavelli M.L., Verderio C., Rosa P., Lecca D., Ferrario S., Parravicini C., Capra V., Gelosa P., Guerrini U., Belcredito S., Cimino M., Sironi L., Tremoli E., Rovati G.E., Martini C., Abbracchio M.P. // EMBO J. 2006. V. 25. P. 4615–4627. https://doi.org/10.1038/sj.emboj.7601341
- Maekawa A., Balestrieri B., Austen K.F., Kanaoka Y. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009. V. 106. P. 11685– 11690. https://doi.org/10.1073/pnas.0905364106
- Benned-Jensen T., Rosenkilde M.M. // Br. J. Pharmacol. 2010. V. 159. P. 1092–1105. https://doi.org/10.1111/j.1476-5381.2009.00633.x
- Qi A.D., Harden T.K., Nicholas R.A. // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2013. V. 347. P. 38–46. https://doi.org/10.1124/jpet.113.207647
- Hennen S., Wang H., Peters L., Merten N., Simon K., Spinrath A., Blättermann S., Akkari R., Schrage R., Schröder R., Schulz D., Vermeiren C., Zimmermann K., Kehraus S., Drewke C., Pfeifer A., König G.M., Mohr K., Gillard M., Müller C.E., Lu Q.R., Gomeza J., Kostenis E. // Sci. Signal. 2013. V. 6. P. ra93. https://doi.org/10.1126/scisignal.2004350
- Merten N., Fischer J., Simon K., Zhang L., Schröder R., Peters L., Letombe A., Hennen S., Schrage R., Bödefeld T., Vermeiren C., Gillard M., Mohr K., Lu Q.R., Brüstle O., Gomeza J., Kostenis E. // Cell Chem. Biol. 2018. V. 25. P. 775–786.e5. https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2018.03.012
- Simon K., Merten N., Schröder R., Hennen S., Preis P., Schmitt N., Peters L., Schrage R., Vermeiren C., Gillard M., Mohr K., Gomeza J., Kostenis E. // Mol. Pharmacol. 2017. V. 91. P. 518–532. https://doi.org/10.1124/mol.116.107904
- Harrington A.W., Liu C., Phillips N., Nepomuceno D., Kuei C., Chang J., Chen W., Sutton S.W., O’Malley D., Pham L., Yao X., Sun S., Bonaventure P. // Br. J. Pharmacol. 2023. V. 180. P. 401–421. https://doi.org/10.1111/bph.15969
Дополнительные файлы
