豐臺光學顯微鏡使用人CGRP受體活性GS蛋白復合物的低
作者: 發布時間:2022-07-02 17:30:08點擊:1733
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降鈣素基因相關肽(CGRP)是一種廣泛表達的神經肽,在感覺神經傳遞中起重要作用。CGRP受體是降鈣素受體樣受體(CLR)B類蛋白偶聯受體和1型跨膜結構域蛋白受體M的異源二聚體。可溶蛋白1(RAMP1)。在此,我們報道了人CGRP受體復合物與CGRP和GS蛋白等三聚體的結構。該結構通過低溫電子顯微鏡測定,具有3.3的全局分辨率,受體修飾蛋白的跨膜結構域位于CLR跨膜區3, 4和5之間的界面上,并穩定CLR的胞外環2。僅與CGRP直接接觸,這與CLR變構調節中的功能一致。分子動力學模擬表明RAMP1為受體復合物提供了穩定性,特別是在CLR胞外域的定位中。控制G蛋白偶聯受體的功能。
所有相關數據可從作者處獲得,或包含在手稿或補充信息中。原子坐標和冷凍-電磁密度圖已存儲在編號6e3y的蛋白質數據庫和帶有條目EMD-8978的電子顯微鏡數據庫中。
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這項工作得到了莫納什大學拉馬喬蒂低溫電子顯微鏡中心、澳大利亞衛生與醫學研究委員會(NHMRC)項目(1120919)和NHMRC項目(1055134)的資助。戴德華是NHMRC職業發展研究員,陳凱是NHMRCJ馬丁公司的研究員。詹姆斯·庫克研究員是馬斯登基金會的研究員,這兩人都是新西蘭皇家學會資助的。中華民國是皇家學會會員,感謝BBSRC(BB/M06833/ 1)的支持。烏洛斯和朱麗塔為其分析和技術支持,古德拉特為來自活動CTR的CLR初步同源建模,弗內斯、趙平和高爾為其有益的討論。
友一公司從事病毒生產、昆蟲細胞表達、純化、負染電子顯微鏡、數據收集和分析、冷凍電子顯微鏡樣品的制備,負責模型的建立和改進,并協助手稿的制備。進行冷凍樣品制備、相板成像、數據采集、電鏡數據處理與分析,計算冷凍EM圖,輔助原稿制作。博士生分子動力學模擬,協助原稿制作。科技部協助建立和改進模型,審稿,根據細胞分析和數據分析,審稿,對MRI手稿進行了初步分析。約翰遜博士和世界銀行組織并管理了電壓階段開發項目。博士提供對CGRP受體的洞察力,協助數據解釋和手稿審閱。摩根士丹利提供對B類GPCR的洞察力,協助數據i解讀和審查手稿。在數據解釋和手稿準備方面交換協助。中央情報局設計了分子動力學模擬以協助數據解釋和幫助撰寫手稿。鄧文迪負責總體項目戰略和管理、數據。分析和解釋并協助撰寫手稿。下午3點,負責總體戰略和管理,數據解釋和手稿寫作。
對這些序列進行注釋以指示血凝素(HA)信號序列(紅色高亮)、3C切割位點(灰色高亮)、標記(深橄欖綠色高亮)和希斯標記(紫色高亮)的位置。CLR和ram P1的跨膜螺旋結構域以綠色框架顯示并突出顯示。EM圖譜中未分析的蛋白片段以黃色突出顯示。側鏈密度有限但主鏈密度有限的氨基酸S在模型中被剔除,在序列中顯示為紅色。
A.未標記CLR-ram P1(野生型(WT)CLR-ram P1)和純化的構建(HA-Flag-CLR and Flag-ram P1)的藥理學,CGRP介導的cAMP在瞬時轉染的COS-7細胞中的積累。N=5個獨立實驗,重復3次;數據均值+標準偏差B,表達和純化。策略:從色譜洗脫曲線中排除C和絡合物的最終尺寸。D、SDS—PAGE和考馬斯藍染色顯示絡合物中各組分的存在。
伏相板復合體的顯微照片(代表3180膠片)。高對比度的相板成像有助于穩健的顆粒選擇,雖然顆粒是低聚焦和緊密堆積的。B,重新發布2D類平均結果。C,映射細化工作流程。d銳化,計算RELION.E,金標準傅立葉殼相關曲線,總標稱分辨率為3.26.F。過擬合通過將所有原子隨機移動到0.5來評估,并根據低溫EM半圖進行細化。在得到的模型和用于稀釋的半圖(綠色)、生成的模型和用于交叉驗證的另一半圖(紅色)、以及最終的稀釋模型和完整的圖(藍色)G之間,urve與CLR的TM4和TM2堿基的潛在脂質相互作用。
顯示受體、CGRP肽(不包括map中未解析的lyp24-Asn25-Asn26序列)、斜坡跨膜結構域和冷凍-EM密度圖,以及所有7個跨膜螺旋和每個斜坡ECD螺旋的H8的模型。采用PDB中R1 ECD的剛體擬合模型:4rw G12,還顯示Gαs-Ras結構域的N-末端(αH1)和C-末端(αH5)α螺旋,上標P表示降鈣素基因相關肽的殘留。
研究了CLR(藍帶)和ram P1(橙帶)的ECD骨架以及用X射線晶體學12(淺灰帶)求解的分離的CLR-ram P1 ECD復合物的結構,在ram P1 ECD上對準了結構,對CLR環(環1-5)進行了注釋,得到了CLR環1和環的序列。5在低溫EM圖中未被解析,用黑點箭頭表示,CLR環4和5的主鏈位置的差異用藍色(活性復合物)和灰色(孤立ECD復合物)點箭頭表示,CGRP肽的位置用深紅色表示。
CLR-CGRP-ram P1-Galphaβ-Nb35(黑色,2.4us)、CLR-CGRP-ram P1-Galpha(371-394)紫色,2us)和CLL-CGRP-Galpha(371-394,藍色,2us)的模擬。C和CGRP(疊加在T6 S17上)對半數N個端子有效。一般來說,冰凍-電磁密度圖中缺失的片段對應RMSF高的區域,ECD整體擬合的難度是交流電。ECD(D55ECD-V63ECD)和Q107ECD-g109 ECD的缺失片段對應于最遠離跨膜區的外環區。D55ECD-V63ECD顯示更大主干RMSF為8,而Q107ECD-g109 ECD顯示同樣高的RMSF為7.5。A79 ECD-g81 ECD和p115 ECD-s117 ECD附近的RMSF亞峰值稍低,但在跨膜區仍可分辨(a)ICL3(h324 ICL3-s328 ICL3)和EC。L3(p356 ec3-e362 EC3)都含有缺失的殘基,與RMSF高于4.5(B)。雖然CGRP與近端相互作用(無缺)區EC3,在這個區域有沒有持續的相互作用的分子動力學模擬中,ICL的RMSF值(3.6)和ICL二(3)ARE高,造成茬(k1672.40)和e248 ICL ICL 2),但2 250骨架被分解,CGRP,26殘基周圍的山峰(C)RMSF對應三高度活動外殘留(lyp24-asn25-asn26)不與CLR在向外擴展數據圖(循環互動8);這些殘留物不能放置于電子密度。這三個殘基形成鉸鏈CGRP變化的CLR ECD的方向,特別是在RAM 1缺席;的RMSF價值更高,更高的末端,是戰略的疊加雙域性質的產品同時,CLR,但其相對值仍然有效。一些細胞外環的高活性是可見的視頻(補充視頻1-3)。
分子動力學模擬中ram P1與CLR之間的氫鍵(6.4μs)?;诓屎珙伾珮擞泴⒖偝志眯岳L制到實驗結構,其中不涉及深藍色殘基和高紅色殘基。斜坡1顯示出精細的條帶,肽顯示出精細的白色帶。顯示了關鍵側鏈,但對于間歇氫鍵,旋轉體狀態被修改為顯示相互作用。相互作用網絡中的殘留物以相同的顏色標記。系統位于左側。在右上方,CLR跨膜結構域和ECD的上部擴大;在右下方,視圖在Z軸上旋轉90度。RAM P1-CLR相互作用、R112R-E47ECD和D113R-t288e Cl2/h289;/h289 ECL 2所涉及的氫鍵是顯著的。其它與穩定CLR和ram P1相互作用相關的氫鍵包括S107R-e47 ECD、R102R-D55ECD、H97R-q50 ECD、D90R-y49 ECD、D71R-r38ed和E29R-r119 ECD。表2.B顯示了模擬過程中ram P1和CLR之間的接觸(6.4s)。在實驗結構中,殘留側鏈的總持久性以青栗標度繪制,其中青栗殘基和高栗殘基從未涉及。otted線)被描繪成薄帶,而受體(實線)被描繪成厚帶和透明表面。系統的整體拓撲在左側。在右上方,最持久的相互作用包括RAMP殘基和CLR ECD、W59R、I63R、Y66R、H97R和I106R help錨定αH3和αH2的C端RAMP 1區域(CLR ECD殘基m42、T43 ECD、y46 ECD、y49 ECD、Q50 ECD和M53 ECD)。在右下角,ram P1與CLR跨膜結構域(即I123R、P126R、T130R、T134R和V137R)之間最持久的疏水相互作用(plus S141R)幫助將斜率跨膜螺旋錨定到CLR(TM3-TM5;CLR殘基y277 ecl2、H289 ecl2、A3005.45、I2353.52、F2624.52、L2584.48和W2544.44)。
首先,兒童發育丙氨酸突變。CR核心丙氨酸突變,突變殘留物呈X -棒形式,突變殘基對信號無影響,CGRP信號12, 23, 28、30, 31, 32、34, 37, 38的殘留物也有明顯變化,在透明中也有突出顯示。CPK表示,并根據效果大小著色。黃色,90%關;暗橙,10-100次;紅色,100-1000次;黑色,1000次。CR和RAMP的主干(實線)以透明的灰白色帶顯示。CGRP肽(虛線)在X -S中表達。滴答格式,碳原子為暗紅色,極性原子為紅色或藍色。
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