A signaling-selective, nanomolar potent allosteric low molecular weight agonist for the human luteinizing hormone receptor

Abstract

Luteinizing hormone (LH) and human chorionic gonadotropin (hCG) activate the LH receptor/cyclic AMP (cAMP) signaling pathway to induce ovulation. As an alternative to parenterally administered hCG to treat anovulatory infertility, orally active low molecular weight (LMW) LHR agonists have been developed at Organon. In this paper, we present the mechanism of action of a prototypic, nanomolar potent and almost full LHR agonist, Org 43553. Org 43553 interacts with the endodomain of the LHR, whereas LH acts via the N-terminal exodomain. LH stimulates the cAMP pathway with an EC50 of 35 pM, but this stimulation is not antagonized by simultaneous incubation with Org 43553. At nanomolar concentrations, LH also stimulates phospholipase C (PLC), but Org 43553 is hardly able to do so. In contrast, Org 43553 inhibits LH-induced PLC (IC50 approximately 10 nM). While Org 43553 stimulates dissociation of [125I]hCG from the LHR and reduces [125I]hCG binding, LH reduces specific [3H]Org 43553 binding. We conclude that Org 43553 is a signaling-selective, allosteric LHR agonist. We hypothesize that Org 43553 and LH induce a similar LHR conformation necessary for activating adenylyl cyclase, which initiates most, if not all, physiological responses of LH.

Thienopyrimidines - the new class of low molecular weight regulators of the female reproductive system

“…В наномолярных концентрациях Org 41841, Org 43553 и их активные аналоги стимулировали АЦ в клетках с экспресси-рованным в них ЛГР. Org 43553 стимулировал ак-тивность АЦ и цАМФ-зависимого транскрипцион-ного фактора CREB со значениями EC 50 , равными 28 и 4,7 нМ, и эффективностью 62 и 80% от таковой ЛГ [11]. В клетках, где были экспрессированы ре-цепторы ФСГ и ТТГ, стимулирующий эффект Org 43553 на АЦ отсутствовал, что указывает на высо-кую специфичность его действия.…”

“…Сайты связыва-ния ЛГ и ТП с ЛГР не перекрываются, на что ука-зывают следующие факты. Во-первых, меченый радиоактивным йодом ХГЧ не вытесняет связан-ное с ЛГР соединение Org 43553, и, во-вторых, в присутствии ТП стимулирующий эффект ЛГ на АЦ сохраняется [9,11].…”

Low-molecular regulators of polypeptide hormones receptors containing LGR-repeats

“…Вещество Org43553 обладает селективностью в отношении регуляции различных сигнальных каскадов, реализуемых через активированный рецептор ЛГ [14]. Так оно является мощным агонистом рецептора, вызывающим стимуляцию активности аденилатциклазы (АЦ) и cAMP-зависимых сигнальных каскадов, осуществляемую через G s -белок, но очень слабо и только в сравнительно высоких концентрациях (10-100 нМ) влияет на активность ФЛС, которая функционально сопряжена с рецептором ЛГ через G q -белок [14].…”

“…Так оно является мощным агонистом рецептора, вызывающим стимуляцию активности аденилатциклазы (АЦ) и cAMP-зависимых сигнальных каскадов, осуществляемую через G s -белок, но очень слабо и только в сравнительно высоких концентрациях (10-100 нМ) влияет на активность ФЛС, которая функционально сопряжена с рецептором ЛГ через G q -белок [14]. Вещество Org43553, как отмечалось выше, ингибирует стимуляцию ЛГ активности ФЛС, но практически не влияет на стимулирующее действие гормона в отношении АЦ.…”

“…В настоящее время рассматриваются различные модели активации LGR-рецепторов гормонами [12]. Так для рецепторов гонадотропинов предлагаются две модели [13,14]. В соответствии с первой из них, в отсутствие гормона эктодомен образует комплекс с ВП-2, соединяющей ТМ4 и ТМ5, вследствие чего серпантинный домен находится в неактивном состоянии.…”