Crystal structure of the human β2 adrenergic G-protein-coupled receptor

Rasmussen, Søren G. F.; Choi, Hee Jung; Rosenbaum, Daniel M.; Kobilka, Tong Sun; Thian, Foon Sun; Edwards, Patricia C.; Burghammer, Manfred; Ratnala, Venkata R. P.; Sanishvili, Ruslan; Fischetti, Robert F.; Schertler, Gebhard F. X.; Weis, William I.; Kobilka, Brian K.

doi:10.1038/nature06325

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“…3d). The HETx motif is highly conserved in family B members and is equivalent to the conserved E/DRY motif in family A GPCRs, whose interactions have also been shown to stabilize the inactive state 39 . Accordingly, mutation of HETx motif residues results in constitutive activation of many family B GPCRs 40, 41 .…”

Section: Comparison With Inactive Family B Receptorsmentioning

confidence: 99%

Cryo-EM structure of the activated GLP-1 receptor in complex with a G protein

Zhang

Sun

Feng

et al. 2017

Nature

Self Cite

486

568

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Summary Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) is a hormone with essential roles in regulating insulin secretion, carbohydrate metabolism and appetite. GLP-1 effects are mediated through binding to GLP-1R, a family B G protein-coupled receptor (GPCR) signaling primarily through the stimulatory G protein Gs. Family B GPCRs are important therapeutic targets, however our understanding of their mechanism of action is limited by the lack of structural information on activated and full-length receptors. Here we show the electron cryo-microscopy structure of the peptide-activated GLP-1R:Gs complex at near atomic resolution. The peptide is clasped between the N-terminal domain and transmembrane core of the receptor, further stabilized by extracellular loops. Conformational changes in the transmembrane domain result in a sharp kink in the middle of transmembrane helix 6, which pivots its intracellular half outward to accommodate the α5 helix of GαsRas. These results provide a structural framework for understanding family B receptor activation through hormone binding.

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Section: Comparison With Inactive Family B Receptorsmentioning

confidence: 99%

Cryo-EM structure of the activated GLP-1 receptor in complex with a G protein

Zhang

Sun

Feng

et al. 2017

Nature

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486

568

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“…In this context, experimentally validated GPCR homology models have proven to be valuable tools for lead identification, and the scientific literature flourished with successful rational drug design and virtual screening examples [7][8][9][10][11]. In 2007 Kobilka and coworkers unveiled the 3D crystal structure of the human β 2 -adrenergic receptor (β 2 -AR), finally providing the long awaited proof that the structure of GPCRs generally resembles that of rhodopsin [12][13][14][15]. Comparison between rhodopsin-based models of the β 2 -AR in complex with the inverse agonist carazolol and the corresponding crystal structure supports and encourages the applicability of GPCR homology modeling and molecular docking to computer-aided drug discovery, at least for qualitative purposes [16].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Ligand and structure-based methodologies for the prediction of the activity of G protein-coupled receptor ligands

Costanzi

Tikhonova

Harden

2008

J Comput Aided Mol Des

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SummaryAccurate in silico models for the quantitative prediction of the activity of G protein-coupled receptor (GPCR) ligands would greatly facilitate the process of drug discovery and development. Several methodologies have been developed based on the properties of the ligands, the direct study of the receptor-ligand interactions, or a combination of both approaches. Ligand-based three-dimensional quantitative structure-activity relationships (3D-QSAR) techniques, not requiring knowledge of the receptor structure, have been historically the first to be applied to the prediction of the activity of GPCR ligands. They are generally endowed with robustness and good ranking ability; however they are highly dependent on training sets. Structure-based techniques generally do not provide the level of accuracy necessary to yield meaningful rankings when applied to GPCR homology models. However, they are essentially independent from training sets and have a sufficient level of accuracy to allow an effective discrimination between binders and nonbinders, thus qualifying as viable lead discovery tools. The combination of ligand and structure-based methodologies in the form of receptor-based 3D-QSAR and ligand and structure-based consensus models results in robust and accurate quantitative predictions. The contribution of the structure-based component to these combined approaches is expected to become more substantial and effective in the future, as more sophisticated scoring functions are developed and more detailed structural information on GPCRs is gathered.

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“…Depuis la caractérisation des premiers gènes codant pour les RCPG à la fin des années 1980, les techniques de clonage recombinant permettent d'introduire facilement des séquences épitopes à l'extrémité amino-ou carboxy-terminale de chaque récepteur, contre lesquelles des anticorps spécifiques sont développés. L'épitope Flag, reconnu par les anticorps M1 et M2, a été positionné par exemple à l'extrémité amino-terminale du 2AR et permet une purification efficace du récepteur [7]. L'épitope 6×His (constitué de 6 histidines successives) est souvent introduit à l'extrémité carboxy-terminale des RCPG [22].…”

Section: Expression Et Production Bactérienne Chez E Coliunclassified

Manipulation des récepteurs couplés aux protéines G

Banères

Mouillac

2012

Med Sci (Paris)

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> Parmi les différentes classes de protéines membranaires, les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) représentent une famille majeure. Ils sont impliqués dans la plupart des grandes fonctions physiologiques et jouent un rôle primordial dans la communication intercellulaire et la réception des signaux sensoriels. Ils constituent la cible de 30 % des médicaments actuellement sur le marché pharmaceutique. Pour comprendre le fonctionnement de ces récepteurs, aborder leur structure tridimensionnelle et déve-lopper des médicaments sélectifs et efficaces, il est nécessaire de purifier ces protéines afin de bien les caractériser. Cependant, cette étape n'est pas triviale, car les RCPG sont présents en très petite quantité dans la membrane plasmique, et leur environnement lipidique naturel suppose une extraction et une manipulation à l'aide de détergents. Il n'existe pas d'approche universelle aujourd'hui qui permette la production, la purification et la stabilisation des RCPG. Chacun de ces récepteurs possède des caractéristiques physicochimiques uniques, une préférence particulière pour certains détergents lors de leur solubilisation et des conditions spécifiques pour leur purification. Ces dernières années, de grandes avancées en termes de surexpression, de purification et surtout de stabilisation des RCPG, en particulier grâce aux amphipols et aux nanodisques, ont ouvert des perspectives très encourageantes pour l'étude structurale et l'analyse dynamique de ces protéines membranaires. Ces différents aspects de la manipulation des RCPG sont développés dans cette revue. < avec des analyses biochimiques et structurales. Leur surexpression est donc une condition préalable obligatoire si l'on veut aborder leur structure moléculaire, leur dynamique au cours de la liaison de ligands (drogues, médicaments) ou l'étude de leurs interactions avec des partenaires de signalisation tels que les protéines G ou les arrestines. Le développement de systèmes d'expression hétérologues capables de produire des protéines recombinantes fonctionnelles avec des rendements élevés constitue donc une étape essentielle. Une large palette de systèmes cellulaires adaptés à la production des RCPG est aujourd'hui disponible (voir quelques exemples représentatifs dans le Tableau I). Expression et production bactérienne chez E. coliLa bactérie Escherichia coli est le système de production de protéines membranaires le plus commun. Il est simple, peu coûteux, le temps de génération du bacille est court, il peut être manipulé sans danger, et les volumes de culture peuvent être aisément augmentés. De plus, les rendements d'expression sont élevés et la protéine recombinante est structuralement homogène (pas de modifications post-traductionnelles chez E. coli). Les RCPG sont ciblés soit à la membrane interne, soit en corps d'inclusion cytoplasmiques, dans les deux cas sous forme de protéines de fusion par un couplage à un partenaire ou un épitope court. Les corps d'inclusion représentent une alternative intéressante, mais la protéine recombinante doit ê...

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Crystal structure of the human β2 adrenergic G-protein-coupled receptor

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Cryo-EM structure of the activated GLP-1 receptor in complex with a G protein

Cryo-EM structure of the activated GLP-1 receptor in complex with a G protein

Ligand and structure-based methodologies for the prediction of the activity of G protein-coupled receptor ligands

Manipulation des récepteurs couplés aux protéines G

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