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タイトルStructural basis of allosteric modulation of metabotropic glutamate receptor activation and desensitization.
ジャーナル・号・ページbioRxiv, Year 2023
掲載日2023年8月14日
PubMed 要旨The metabotropic glutamate receptors (mGluRs) are neuromodulatory family C G protein coupled receptors which assemble as dimers and allosterically couple extracellular ligand binding domains (LBDs) ...The metabotropic glutamate receptors (mGluRs) are neuromodulatory family C G protein coupled receptors which assemble as dimers and allosterically couple extracellular ligand binding domains (LBDs) to transmembrane domains (TMDs) to drive intracellular signaling. Pharmacologically, mGluRs can be targeted either at the LBDs by glutamate and synthetic orthosteric compounds or at the TMDs by allosteric modulators. Despite the potential of allosteric TMD-targeting compounds as therapeutics, an understanding of the functional and structural basis of their effects on mGluRs is limited. Here we use a battery of approaches to dissect the distinct functional and structural effects of orthosteric versus allosteric ligands. We find using electrophysiological and live cell imaging assays that both agonists and positive allosteric modulators (PAMs) can drive activation and desensitization of mGluRs. The effects of PAMs are pleiotropic, including both the ability to boost the maximal response to orthosteric agonists and to serve independently as desensitization-biased agonists across mGluR subtypes. Conformational sensors reveal PAM-driven inter-subunit re-arrangements at both the LBD and TMD. Motivated by this, we determine cryo-electron microscopy structures of mGluR3 in the presence of either an agonist or antagonist alone or in combination with a PAM. These structures reveal PAM-driven re-shaping of intra- and inter-subunit conformations and provide evidence for a rolling TMD dimer interface activation pathway that controls G protein and beta-arrestin coupling.
HIGHLIGHTS: -Agonists and PAMs drive mGluR activation, desensitization, and endocytosis-PAMs are desensitization-biased and synergistic with agonists-Four combinatorial ligand conditions reveal an ensemble of full-length mGluR structures with novel interfaces-Activation and desensitization involve rolling TMD interfaces which are re-shaped by PAM.
リンクbioRxiv / PubMed:37645747 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.2 - 3.5 Å
構造データ

41501

8tqb

EMDB-41501, PDB-8tqb:
mGluR3 in the presence of the agonist LY379268 and PAM VU6023326
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

41567

8tr0

EMDB-41567, PDB-8tr0:
Metabotropic glutamate receptor 3 class 3 bound to antagonist LY 341495
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

41568

8tr2

EMDB-41568, PDB-8tr2:
mGluR3 in the presence of the agonist LY379268
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.5 Å

41577

8trc

EMDB-41577, PDB-8trc:
mGluR3 in the presence of the antagonist LY 341495 and positive allosteric modulator VU6023326
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

EMDB-44861: metabotropic glutamate receptor subtype three bound to the antagonist LY 341495, class two
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.3 Å

化合物


化合物 画像なし

ChemComp-W92:
Unknown entry

ChemComp-CA:
Unknown entry / カルシウムジカチオン

ChemComp-Z99:
2-[(1S,2S)-2-carboxycyclopropyl]-3-(9H-xanthen-9-yl)-D-alanine / LY-491395 / 抗うつ薬, アンタゴニスト*YM


化合物 画像なし

ChemComp-JIX:
Unknown entry

由来
  • rattus norvegicus (ドブネズミ)
キーワードMEMBRANE PROTEIN / GPCR / synaptic protein

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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  • EMDB/PDB/SASBDBのエントリから引用されている文献のデータベースです
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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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