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A3. Dimérisation et sites de liaison multiples - Biologie

A3. Dimérisation et sites de liaison multiples - Biologie


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Dans les exemples précédents, nous avons considéré le cas d'une macromolécule M liant un ligand L en un seul site, comme décrit dans l'équation ci-dessous :

[M + L ightleftharpons ML ]

[K_d = dfrac{[M][L]}{[ML]}. étiquette{1}]

Nous avons vu que les courbes de liaison ((ML) vs. (L) ou (Y) vs. (L) sont hyperbolique, avec un (K_d = L) à demi-liaison maximale.

Un exemple particulier, mais courant, de cet équilibre se produit lorsqu'une macromolécule se lie pour former un dimère, comme indiqué ci-dessous :

[ M + M ightleftharpons M^2 = D ]

où (D) est le dimère, et où

[K_d = dfrac{[M][M]}{[D]} = dfrac{[M]^2}{[D]} label{11} ]

À première vue, vous vous attendriez à ce qu'un graphique de ([D]) vs. ([M]) soit hyperbolique, avec le (K_d) égalant à nouveau le ([M]) à mi-maximal concentration en dimères. Cela s'avère être vrai, mais une simple dérivation s'impose puisque dans la dérivation précédente, on supposait que (M_o) était fixe et (L_o) varié. Dans le cas de la formation de dimères, (M_o), qui représente superficiellement à la fois (M) et (L) dans l'expression dérivée précédente, changent tous les deux.

Encore une fois, une expression de bilan de masse pour (M_o) peut être écrite :

[[M_o] = [M] + 2[D] label{12}]

où le coefficient 2 est nécessaire puisqu'il y a 2 M dans chaque dimère.

Plus généralement, pour le cas de formation de trimères (Tri), tétramères (Tetra), et autres oligomères,

[ [M_o] = [M] + 2[D] + 3[Tri] + 4[Tetra] + : .... label{13} ]

Réorganiser l'équation ef{12} et résoudre (M) donne

[[M] = [M_o] -2[D] label{14}]

La substitution de l'équation ef{14} dans l'expression (K_d) (Équation ef{1}) donne

[K_d = dfrac{(M_o-2D)(M_o-2D)}{D} ]

où peut être réarrangé en forme quadratique :

[4D2 - (4M_o+K_d)D + (M_o)^2 = 0 label{15} ]

qui est de la forme (y = ax^2+bx+c). La résolution de l'équation quadratique donne ([D]) à tout ([M_o] donné). Une valeur (Y), similaire à saturation fractionnaire, peut être calculé, où (Y) est la fraction du total possible (D), qui peut varier de 0 à 1.

[Y = dfrac{2[D]}{[M_o]} label{16}]

Un graphique de (Y) vs (M_o) avec une constante de dissociation de dimérisation (K_d = 25, mu M), est présenté ci-dessous.

Figure 1 : Courbe de liaison de saturation pour la dimérisation d'une macromolécule

Notez que la courbe apparaît hyperbolique avec une formation de dimère semi-maximale se produisant à une concentration totale (M) (M_o = K_d). Notez également, cependant, que même à (M_o = 1000 ,mu M), qui est 40x (K_d), seulement 90% du total possible (D) est formé ((Y = 0.90 )). Pour les simples

[M + L <=> ML]

équilibre, si (L_o) = 40x le (K_d) et (M_o ll L_o), alors

[ Y = dfrac{L}{K_d+L} = dfrac{L}{(L/40)+L} = 0,976 ]

L'état d'agrégation d'une protéine monomère est étroitement lié à son activité biologique. Pour les protéines pouvant former des dimères, certaines sont actives à l'état monomère, tandis que d'autres sont actives sous forme de dimère. Des concentrations élevées, telles que celles trouvées dans des conditions où les protéines sont cristallisées pour l'analyse de la structure aux rayons X, peuvent conduire les protéines à l'état dimère, ce qui peut conduire à la fausse conclusion que la protéine active est un dimère. La détermination de la concentration physiologique réelle de ([M_o]) et (K_d) donne aux chercheurs une connaissance de la valeur (Y) qui peut être corrélée avec l'activité biologique. Par exemple, l'interleukine 8, une chimiokine qui se lie à certaines cellules immunitaires, existe sous forme de dimère dans les déterminations structurelles par rayons X et RMN, mais sous forme de monomère à des concentrations physiologiques. Par conséquent, le monomère, et non le dimère, lie ses récepteurs aux cellules immunitaires. Les protéases virales (protéase virale de l'herpès, protéase du VIH) sont actives sous forme dimère, dans laquelle le site actif est formé à l'interface dimère.

Autre cas particulier : liaison de L à 2 sites avec des Kd différents

Consultez le graphique interactif pour voir comment les tailles relatives des Kds l'affectent.

Wolfram Mathematica CDF Player - Liaison de L à 2 sites (plugin gratuit requis)


Intégromique comparative sur les orthologues FZD7 : sites de liaison conservés pour les facteurs de transcription PU.1, SP1, CCAAT-box et TCF/LEF/SOX dans la région du promoteur 5' des orthologues FZD7 mammifères

Les signaux WNT canoniques sont transduits par le récepteur de la famille Frizzled (FZD) et le co-récepteur LRP5/LRP6 pour réguler à la hausse les gènes MYC, CCND1, FGF20, JAG1, WISP1 et DKK1, tandis que les signaux WNT non canoniques sont transduits par le récepteur de la famille FZD et PTK7/ROR2 /RYK corécepteur pour activer les cascades de signalisation RHOA/RHOU/RAC/CDC42, JNK, PKC, NFAT et NLK. FZD7, exprimé dans le tractus gastro-intestinal normal, est régulé positivement dans le cancer de l'œsophage, le cancer gastrique, le cancer colorectal et le carcinome hépatocellulaire. Ici, les gènes du chimpanzé FZD7 et de la vache Fzd7 ont été identifiés et caractérisés en utilisant la bioinformatique (Techint) et l'intelligence humaine (Humint). Les gènes du chimpanzé FZD7 et de la vache Fzd7 ont été identifiés dans les séquences génomiques NW_00123210.1 et AC173037.2, respectivement. Le chimpanzé FZD7 et la vache Fzd7 ont montré 100 % et 97,2 % d'identité des acides aminés totaux avec le FZD7 humain. Tous les neuf résidus d'acides aminés substitués entre le FZD7 humain et le FzE3 humain étaient identiques à ceux du FZD7 humain dans les orthologues FZD7 de chimpanzé, de vache, de souris et de rat. Les analyses fonctionnelles utilisant FzE3 avec plusieurs artefacts de clonage et/ou erreurs de séquençage ne sont pas valides. Les orthologues FZD7 étaient des protéines à sept transmembranes avec un domaine extracellulaire Frizzled, un motif de fermeture éclair à leucine autour du 5e domaine transmembranaire et des motifs cytoplasmiques de liaison DVL et PDZ. Ser550 et Ser556 des orthologues FZD7 étaient des sites putatifs de phosphorylation d'aPKC. La dimérisation et la phosphorylation de Ser550/556 ont été prédites comme mécanismes régulateurs de la signalisation via FZD7. Le site de départ de la transcription du gène FZD7 humain était de 735 pb en amont de l'extrémité 5' de RefSeq de NM_003507.1. En plus du cancer gastro-intestinal, du cancer hépatocellulaire et du cancer du pancréas, les ARNm FZD7 humains ont été exprimés dans les blastocystes, les cellules souches embryonnaires (ES) indifférenciées, les progéniteurs endodermiques dérivés du SE, les progéniteurs neuraux dérivés du SE, la cochlée fœtale, l'épithélium pigmentaire rétinien, l'épithélium olfactif, la régénération du foie et la sclérose en plaques. Des analyses génomiques comparatives ont révélé que les sites de liaison des facteurs de transcription PU.1, SP1/Krüppel-like, CCAAT-box et TCF/LEF/SOX étaient conservés parmi les régions 5'-promotrices des orthologues FZD7 de mammifères.


La liaison aux antibiotiques libère l'autoinhibition du régulateur transcriptionnel de multirésistance TipA

Les recherches sur les stratégies de résistance bactérienne peuvent aider au développement de nouveaux médicaments antimicrobiens comme contre-mesure à la prévalence mondiale croissante de la résistance bactérienne aux antibiotiques. L'une de ces stratégies implique la classe TipA de facteurs de transcription, qui constituent des systèmes minimaux de résistance multidrogue autorégulée (MDR) contre divers antibiotiques. Cependant, nous n'avons pas suffisamment d'informations sur la façon dont la liaison aux antibiotiques induit l'activation transcriptionnelle pour concevoir des molécules qui pourraient interférer avec ce processus. Pour en savoir plus, nous avons déterminé la structure cristalline de SkgA de Caulobacter crescentus en tant que protéine TipA représentative. Nous avons identifié une orientation spatiale et un emplacement inattendus du domaine effecteur TipAS liant les antibiotiques dans l'état apo. Nous avons observé que la région α6-α7 du domaine TipAS, qui est canoniquement responsable de la formation du couvercle de la fente de liaison aux antibiotiques pour enfermer étroitement l'antibiotique lié, est impliquée dans l'interface dimère et stabilisée par interaction avec le domaine de liaison à l'ADN dans l'état apo. D'autres analyses structurelles et biochimiques ont démontré que le domaine TipAS non lié empêche stériquement la liaison à l'ADN du promoteur, mais subit un changement de conformation remarquable lors de la liaison aux antibiotiques pour libérer cette autoinhibition via un commutateur de sa région α6-α7. Par conséquent, les promoteurs des gènes MDR, y compris tipA et les ARN polymérases, deviennent disponibles pour la transcription, permettant une résistance efficace aux antibiotiques. Ces informations sur le mécanisme moléculaire d'activation des protéines TipA font progresser notre compréhension des protéines TipA, ainsi que des systèmes MDR bactériens, et peuvent fournir des indices importants pour bloquer la résistance bactérienne.

Mots clés: protéine de liaison à l'ADN mécanisme d'activation de TipA résistance aux antibiotiques autoinhibition structure cristalline résistance aux médicaments structure de résistance multidrogue (MDR) biologie promoteur de la transcription régulation de la transcription régulateur de la transcription.

Copyright © 2020 © 2020 Jiang et al. Publié par Elsevier Inc. Tous droits réservés.

Déclaration de conflit d'intérêts

Conflit d'intérêts — Les auteurs ne déclarent aucun conflit d'intérêts avec le contenu de cet article.

Les auteurs ne déclarent aucun conflit d'intérêt avec le contenu de cet article


Biochimie - Protéines de liaison

Il décrit l'efficacité avec laquelle un ligand et une protéine peuvent se lier.

Plus la valeur Kd est petite, plus la liaison est forte car Kd = P L/PL, plus le Kd est élevé, plus la liaison est faible.

La réponse cellulaire est un type de réponse immunitaire qui implique l'utilisation de lymphocytes T où ils peuvent eux-mêmes se débarrasser d'un antigène.

Ces sites sont appelés épitopes.

Le domaine variable est utilisé pour la reconnaissance d'épitopes sur un anticorps.

Il possède une avidité élevée, ce qui signifie qu'un seul événement de liaison peut entraîner plus facilement un autre événement de liaison entre l'antigène.

Par exemple, la région Fab avec un site unique pour la reconnaissance et la liaison d'épitopes a une affinité donnée.

Dans les IgG avec 2 sites de liaison, elle a une liaison 100 fois supérieure.

Car un anticorps peut ne pas être efficace pour une cellule tumorale par exemple, mais on sait qu'il va directement à une tumeur et uniquement à une cellule tumorale

Dans l'hème libre, Fe2+ peut lier l'oxygène mais il peut aussi être converti en Fe 3+ (qui ne peut pas lier O2), nous devons donc lier l'hème à quelque chose.

Les azotes des 4 cycles pyrrole forment 4 des 6 liaisons de coordination possibles que Fe2+ peut former.

L'histidine proximale
Impliqué dans la formation de liaison avec le fer qui lui permet de positionner l'hème / fer d'une manière donnée qui aide à la liaison de l'oxygène

Il doit être capable de libérer de l'oxygène à de faibles concentrations d'oxygène (c'est-à-dire la concentration d'oxygène dans les muscles)

La myoglobine doit être capable de lier efficacement l'oxygène même à de faibles concentrations (c'est-à-dire dans les muscles)

Il ne libère de l'oxygène que lorsque la concentration est très faible (c'est-à-dire lorsqu'il en a besoin et qu'il est profondément dans le tissu où la concentration en oxygène est significativement faible)

En effet, à faible concentration d'oxygène, il n'y a pas de liaison très significative de la molécule d'oxygène, mais à des concentrations très élevées d'oxygène, il y a une liaison significative.


Les références

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Les structures du complexe récepteur actif HER2/HER3 révèlent une dynamique à l'interface de dimérisation induite par la liaison d'un seul ligand

Le récepteur du facteur de croissance épidermique humain 2 (HER2) et HER3 forment un puissant hétérocomplexe pro-oncogène lors de la liaison du facteur de croissance neuréguline-1β (NRG1β) 1–3. Le mécanisme par lequel HER2 et HER3 interagissent reste inconnu en l'absence de toute structure du complexe. Nous avons isolé le dimère HER2/HER3 presque complet lié à NRG1β et obtenu une reconstruction par cryomicroscopie électronique (cryo-EM) de 2,9Å du module de domaine extracellulaire qui révèle une dynamique inattendue à l'interface de dimérisation HER2/HER3. Nous montrons que le bras de dimérisation de HER3 lié à NRG1β n'est pas résolu, probablement parce que le monomère apo HER2 ne subit pas un changement conformationnel induit par le ligand nécessaire pour établir une poche de liaison au bras de dimérisation HER3. Dans une seconde structure d'un mutant de domaine extracellulaire oncogène de HER2, S310F, nous observons une interaction compensatoire avec le bras de dimérisation HER3 qui stabilise l'interface de dimérisation. Nous montrons que HER2/HER3 et HER2-S310F/HER3 conservent la capacité de se lier à l'anticorps thérapeutique dirigé contre HER2, le trastuzumab, mais que le complexe mutant ne se lie pas au pertuzumab. Notre structure 3.5Å du complexe HER2-S310F/HER3/NRG1β/trastuzumab Fragment antigen binding (Fab) montre que le dimère du récepteur subit un changement de conformation pour s'adapter au trastuzumab. Ainsi, comme les mutations oncogènes, les thérapeutiques exploitent la dynamique intrinsèque de l'hétérodimère HER2/HER3. Les caractéristiques uniques d'un hétérodimère HER2/HER3 à ligand unique soulignent la détection allostérique de l'occupation du ligand par l'interface de dimérisation et expliquent pourquoi les domaines extracellulaires de HER2 ne s'associent pas via l'interface dimère active canonique.


Des mutations ponctuelles dans les motifs de dimérisation du domaine transmembranaire stabilisent l'état actif ou inactif du récepteur tyrosine kinase EphA2

Le récepteur tyrosine kinase EphA2 joue un rôle central dans la régulation de l'adhésion cellulaire et du guidage dans de nombreux tissus humains. L'activation d'EphA2 se produit après une dimérisation/oligomérisation appropriée dans la membrane plasmique, qui se produit avec la participation des domaines extracellulaires et cytoplasmiques. Notre étude a révélé que le domaine transmembranaire isolé (TMD) d'EphA2 intégré dans la bicelle lipidique dimérisé via le motif répété heptad L(535)X3G(539)X2A(542)X3V(546)X2L(549) plutôt que par la glycine alternative motif de fermeture éclair A(536)X3G(540)X3G(544) (typique pour la dimérisation TMD dans de nombreuses protéines). Pour évaluer l'importance des interactions TMD pour l'EphA2 pleine longueur, nous avons substitué des résidus clés dans le motif de répétition heptade (variante HR : G539I, A542I, G553I) ou dans le motif de fermeture à glissière glycine (variante GZ : G540I, G544I) et exprimé YFP- étiqueté EphA2 (variantes WT, HR et GZ) dans les cellules HEK293T. La microscopie confocale a révélé une distribution similaire de toutes les variantes EphA2-YFP dans les cellules. L'expression des variantes EphA2-YFP et leur activité kinase (phosphorylation de Tyr(588) et/ou Tyr(594)) et la liaison de l'éphrine-A3 ont été analysées par cytométrie en flux sur une seule cellule. L'activation de tout variant d'EphA2 se produit même sans stimulation par l'éphrine lorsque la teneur en EphA2 dans les cellules est suffisamment élevée. La liaison à l'éphrine-A3 n'est pas affectée dans les variantes mutantes. Des mutations dans le TMD ont un effet significatif sur l'activité EphA2. Les activités dépendantes et indépendantes du ligand sont toutes deux améliorées pour le variant HR et réduites pour le variant GZ par rapport au WT. Ces résultats nous permettent de suggérer une commutation de dimérisation TMD entre les motifs de répétition heptade et de fermeture à glissière glycine, correspondant respectivement aux états des récepteurs inactifs et actifs, en tant que mécanisme sous-jacent à la transduction du signal EphA2.

Mots clés: Dimérisation Alternative Récepteur De Surface Cellulaire Récepteur Eph Cytométrie En Flux Protéines Membranaires Domaines De Protéines Récepteur Tyrosine Kinase Transmembrane Domain.

© 2014 par la Société américaine de biochimie et de biologie moléculaire, Inc.


DISCUSSION

Cette étude a utilisé la microscopie confocale en conjonction avec un système de perfusion à échange rapide pour étudier les interactions coopératives résultant de l'homodimérisation d'A1-ARs ou A3-ARs à la surface des cellules vivantes. Contrairement à l'A1-AR, des interactions hautement coopératives entre ligands compétitifs ont été observées au niveau A3-AR. Ces effets pourraient être diminués de manière significative sur la coexpression de A3-AR GFP avec le non-ligand A3(N250A)-AR YFP , suggérant que la coopérativité entre les ligands compétitifs résulte d'interactions entre A3-ARs à la surface de la cellule. Les données cinétiques ont ensuite été adaptées à un modèle mathématique dynamique de dimérisation constitutive pour permettre, pour la première fois, la quantification des interactions entre ligands compétitifs au niveau d'un GPCR homodimérique dans des cellules vivantes.

Dans la pharmacologie classique des GPCR, les ligands sont définis par deux propriétés indépendantes du système, l'affinité et l'efficacité intrinsèque. Cependant, des études récentes ont identifié des profils de liaison et de signalisation des ligands GPCR qui ne sont pas conformes à ce cadre théorique. La découverte de ligands allostériques et de ligands orthostériques fonctionnellement sélectifs a introduit le phénomène de dépendance à la sonde et, en tant que tel, la nécessité d'un examen attentif du ligand traceur et des tests fonctionnels utilisés lors du criblage de candidats-médicaments (6). Des couches supplémentaires de complexité sont introduites lors de la description des événements de liaison de ligand et de signalisation intracellulaire au niveau des dimères GPCR ou des oligomères d'ordre supérieur. Les interactions homomères et hétéromères entre les GPCR peuvent dépendre de la sonde, de la densité du récepteur et du tissu. Cependant, ces propriétés dépendantes du système des interactions GPCR-GPCR peuvent également représenter de nouvelles voies thérapeutiques potentielles pour le développement de médicaments candidats qui modulent la signalisation intracellulaire GPCR avec une plus grande sélectivité fonctionnelle et/ou spatio-temporelle (12).

À ce jour, la majorité des études portant sur la dimérisation des GPCR dans des cellules vivantes ont utilisé des techniques telles que le transfert d'énergie par résonance (RET) ou BiFC. Au sein de la famille des récepteurs de l'adénosine, BiFC entre les fragments YFP suggèrent que les deux A1-AR et le A3-AR peut former des complexes homomères (Fig. 2 et réf. 38). Bien que BiFC et RET entre les GPCR puissent être très puissants pour détecter la proximité des récepteurs dans les cellules vivantes, lorsqu'elles sont utilisées seules, ces méthodes ne peuvent pas établir les conséquences pharmacologiques ou physiologiques des interactions GPCR-GPCR. Des interactions coopératives doivent être présentes pour que la dimérisation des GPCR ait une influence sur la liaison et/ou la fonction du ligand. Cependant, peu d'études ont étudié ce phénomène dans les cellules vivantes (11, 12). La quantification des facteurs de coopération dépendants de la sonde peut fournir un cadre mécanistique dans lequel comprendre l'influence de la dimérisation sur les interactions ligand-GPCR et, en tant que tel, développer des relations structure-activité pour les ligands interagissant à travers une interface dimère.

L'étude de la cinétique de dissociation d'un ligand traceur en l'absence et en présence d'un second ligand représente une méthode sensible pour détecter les interactions coopératives entre deux sites de liaison topographiquement distincts. Le dérivé d'adénosine fluorescent ABA-X-BY630 utilisé dans cette étude a été bien caractérisé précédemment (33, 39). Aux deux CHO-A1 et CHO-A3 cellules, ABA-X-BY630 a conservé la capacité de stimuler la mobilisation du calcium et la phosphorylation de ERK1/2 d'une manière dépendante de la concentration. La cinétique de liaison spécifique à l'association et à la dissociation des concentrations d'ABA-X-BY630 dans la plage nanomolaire suit respectivement une association monoexponentielle et une décroissance. Ensemble, ces résultats suggèrent que, similaire à l'adénosine endogène, ABA-X-BY630 agit comme un agoniste orthostérique classique à la fois l'A1-AR et A3-AR. L'antagoniste non sélectif des récepteurs de l'adénosine XAC et les agonistes non sélectifs des récepteurs de l'adénosine NECA et l'adénosine ont eu des influences variables sur la dissociation de ABA-X-BY630, au niveau A1-AR et A3-AR. Au niveau de l'A3-AR, chacun des ligands non sélectifs a médié une amélioration de >9 fois dans la dissociation ABA-X-BY630 (Fig. 5A). En revanche, à l'A1-AR, chacun des ligands a médié un petit,

1,5 fois, augmentation de la dissociation ABA-X-BY630 (Fig. 5B). L'influence des ligands compétitifs sur la dissociation ABA-X-BY630 au niveau A3-AR ne peut pas refléter la reliure ABA-X-BY630 dans des conditions de dilution infinie ou A3-Séquestration d'AR à partir de la surface cellulaire. En effet, la combinaison de l'association ABA-X-BY630 seule et de la dissociation ABA-X-BY630 en présence d'une concentration saturante d'antagoniste n'est pas conforme aux règles de l'action de masse simple c'est-à-dire que le taux d'association observé est plus lent que le taux de dissociation. De plus, la différence significative entre l'A1-AR et A3-AR doit être spécifique du récepteur, car le ligand fluorescent, les ligands compétitifs et le fond cellulaire restent constants. Fait intéressant, il est peu probable que les interactions coopératives soient une conséquence d'une densité élevée de récepteurs, car l'expression du récepteur est

4 fois plus élevé dans les cellules A1-CHO par rapport à A3-Cellules CHO.

Interactions coopératives à l'A3-AR récepteur entre ABA-X-BY630 et NECA pourrait être inhibé d'une manière dépendante de la concentration par la présence du mutant non-ligand-binding A3-AR à la surface de la cellule. Ces expériences impliquaient la cotransfection d'A3-AR GFP et A3(N250A)-AR YFP dans des cellules CHO. Le démixage spectral des images confocales représentait une méthode robuste pour séparer la fluorescence résultant de la GFP et de la YFP simultanément excitées. Dans un champ de vision, les rapports d'intensité de fluorescence GFP/YFP variaient considérablement d'une cellule à l'autre. En tant que tel, l'analyse unicellulaire des interactions coopératives a été déterminée pour les cellules où la seule variable était le rapport de A3AR GFP vers A3(N250A)AR YFP . Augmenter la proportion de A3(N250A)-AR YFP à la surface cellulaire, ce qui est probablement en corrélation avec une augmentation de A3-AR GFP /A3(N250A)-AR YFP dimères, médié par une diminution progressive de la coopérativité entre ABA-X-BY630 et NECA. Les interactions allostériques au sein d'un récepteur monomère ne doivent pas être influencées par la présence d'un récepteur mutant non liant. La diminution observée de la coopérativité en présence de A3(N250A)-AR YFP suggère l'existence de A3-AR YFP /A3(N250A)-AR YFP dimères et aucune influence du protomère ne liant pas le ligand sur le protomère liant le ligand. Ces résultats appuient la suggestion que dans CHO-A3 cellules, les interactions allostériques observées sont médiées à travers un A3-AR complexe homomère.

Les effets similaires des agonistes et des antagonistes en ce qui concerne l'augmentation de la dissociation ABA-X-BY630 de l'A3-AR sont cohérents avec un certain nombre d'études précédentes décrivant les interactions homomères et hétéromères et suggèrent que les interactions coopératives à travers une interface dimère GPCR ne nécessitent pas nécessairement l'activation du récepteur (11, 12). Une étude récente à la dopamine D2 récepteur, en étudiant les conséquences de signalisation en aval des interactions GPCR-GPCR, a observé des interactions coopératives opposées entre l'agoniste-agoniste et l'agoniste-agoniste inverse se liant au D2 récepteur homodimère (42). Contrairement à la dopamine D2 homdimères récepteurs, coopérativité à l'adénosine A3 Les homodimères des récepteurs ne sont pas corrélés avec l'efficacité du ligand. Cependant, étant donné la nature allostérique complexe des homomères et hétéromères GPCR, il n'est peut-être pas surprenant que les interactions allostériques puissent varier en fonction du récepteur, de la sonde et du tissu étudié.

Pour quantifier les interactions allostériques, un cadre mécaniste est nécessaire. L'objectif général de la modélisation mathématique au sein de la pharmacologie GPCR est de développer un modèle qui peut décrire les interactions allostériques de manière adéquate en utilisant un nombre minimum de paramètres. Le modèle le plus simple décrivant la modulation allostérique de l'affinité du ligand au niveau des hétérodimères constitutifs est le modèle complexe ternaire. Dans le cas de l'homodimérisation constitutive, le modèle du complexe ternaire doit être étendu pour permettre l'occupation simultanée de l'homodimère par 2 molécules du même ligand. Dans ce modèle, la liaison dépend de l'affinité du ligand pour l'homodimère libre et singulièrement occupé. Lors de la description de la liaison de 2 ligands structurellement différents, le modèle simple d'homodimérisation GPCR constitutif est étendu, maintenant décrit par 2 constantes d'affinité et 3 facteurs de coopérativité. Une version cinétique de l'homodimérisation GPCR constitutive a été dérivée dans ces études pour quantifier les interactions coopératives entre les ligands compétitifs à A3-AR homodimères. Dans ce modèle, l'hypothèse selon laquelle A3-Les AR existent sous forme d'homodimères constitutifs, ce qui est cohérent avec les études précédentes suggérant que les GPCR naissent, fonctionnent et meurent sous forme de dimères (43, 44). Le modèle d'homodimérisation du récepteur fournit des solutions analytiques pour les fractions liées en fonction des paramètres de liaison et des concentrations de ligand, ainsi que du temps pour les systèmes dynamiques. Une routine d'estimation de paramètres de calcul relativement peu coûteuse pourrait donc être utilisée pour obtenir des estimations de constante de vitesse de ligand et de coopérativité. Interactions entre les homodimères A simultanément liés3-Les sites de RA se sont généralement révélés négativement coopératifs. L'analyse des données cinétiques représente une approche à haut contenu pour étudier les interactions GPCR-GPCR. En outre, l'analyse cinétique de la pharmacologie GPCR peut représenter une approche plus pertinente sur le plan physiologique pour comprendre les événements de liaison de ligands endogènes qui sont rarement à l'équilibre dans le corps.

Une observation inattendue au sein de ces études est l'influence contrastée des ligands non sélectifs sur la cinétique de dissociation de ABA-X-BY630 de l'A1-AR par rapport au A3-AR. Le A3-AR est plus rapidement désensibilisé par rapport aux autres membres de l'AR (45). Dissociation améliorée sur 2 molécules d'adénosine se liant à un A3-AR homodimère peut refléter un mécanisme physiologique supplémentaire pour réduire le temps de séjour de l'adénosine endogène à des concentrations physiopathologiquement élevées. En ce qui concerne la découverte de médicaments, une augmentation de A3Il a été suggéré que l'expression de l'AR dans un certain nombre de types différents de cellules tumorales joue un rôle dans la prolifération et la migration cellulaire. Ainsi, si A3-L'homomérisation de l'AR dépend de la densité du récepteur et/ou du tissu, des ligands qui distinguent A3-AR monomères et homomères peuvent représenter une nouvelle stratégie thérapeutique pour le ciblage sélectif des cellules tumorales dans le traitement du cancer (46).

Le A3-AR est une nouvelle cible thérapeutique potentielle pour un certain nombre de conditions, y compris les troubles inflammatoires et le cancer (46, 47). Cette étude a identifié et quantifié de nouvelles interactions homomères entre A natif3-AR. L'approche cinétique et mathématique utilisée dans cette étude représente une méthode puissante pour détecter et interpréter les interactions coopératives entre les ligands allostériques et/ou orthostériques. Un avantage supplémentaire de cette approche est qu'elle se prête facilement à l'étude des interactions entre les GPCR exprimés de manière endogène dans un contexte physiologique.


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