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万見
- PDB-9b54: Biased agonist bound CB1-Gi structure -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9b54
タイトルBiased agonist bound CB1-Gi structure
要素
  • (Guanine nucleotide-binding protein ...) x 3
  • Cannabinoid receptor 1
  • scFv16
キーワードSIGNALING PROTEIN / G Protein-coupled receptor (GPCR) / G protein / Gi / biased ligand
機能・相同性
機能・相同性情報


cannabinoid signaling pathway / retrograde trans-synaptic signaling by endocannabinoid / cannabinoid receptor activity / regulation of presynaptic cytosolic calcium ion concentration / Class A/1 (Rhodopsin-like receptors) / axonal fasciculation / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / adenylate cyclase inhibitor activity / positive regulation of protein localization to cell cortex / T cell migration ...cannabinoid signaling pathway / retrograde trans-synaptic signaling by endocannabinoid / cannabinoid receptor activity / regulation of presynaptic cytosolic calcium ion concentration / Class A/1 (Rhodopsin-like receptors) / axonal fasciculation / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / adenylate cyclase inhibitor activity / positive regulation of protein localization to cell cortex / T cell migration / positive regulation of relaxation of smooth muscle / Adenylate cyclase inhibitory pathway / D2 dopamine receptor binding / adenylate cyclase-inhibiting serotonin receptor signaling pathway / G protein-coupled serotonin receptor binding / cellular response to forskolin / regulation of mitotic spindle organization / chemokine-mediated signaling pathway / Regulation of insulin secretion / neuropeptide signaling pathway / response to prostaglandin E / positive regulation of cholesterol biosynthetic process / negative regulation of insulin secretion / G protein-coupled receptor binding / response to peptide hormone / G protein-coupled receptor activity / GABA-ergic synapse / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / centriolar satellite / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled receptor signaling pathway / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / G-protein activation / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through CDC42 / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / G beta:gamma signalling through BTK / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / photoreceptor disc membrane / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / GDP binding / Glucagon-type ligand receptors / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / G alpha (z) signalling events / cellular response to catecholamine stimulus / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / GPER1 signaling / cellular response to prostaglandin E stimulus / glucose homeostasis / heterotrimeric G-protein complex / G-protein beta-subunit binding / G alpha (12/13) signalling events / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / extracellular vesicle / sensory perception of taste / actin cytoskeleton / adenylate cyclase-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / sperm principal piece / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / signaling receptor complex adaptor activity / growth cone / retina development in camera-type eye / GTPase binding / G protein activity / presynaptic membrane / fibroblast proliferation / Ca2+ pathway / midbody / cell cortex / High laminar flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and PECAM1:CDH5:KDR in endothelial cells / G alpha (i) signalling events / G alpha (s) signalling events / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / G alpha (q) signalling events / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / Ras protein signal transduction / mitochondrial outer membrane / cell population proliferation / Extra-nuclear estrogen signaling / ciliary basal body / membrane raft / G protein-coupled receptor signaling pathway / cell division / lysosomal membrane / GTPase activity / centrosome
類似検索 - 分子機能
Cannabinoid receptor type 1 / Cannabinoid receptor family / G-protein alpha subunit, group I / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / G protein alpha subunit, helical insertion / G protein alpha subunit / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G-protein alpha subunit / G-alpha domain profile. / G-protein, gamma subunit ...Cannabinoid receptor type 1 / Cannabinoid receptor family / G-protein alpha subunit, group I / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / G protein alpha subunit, helical insertion / G protein alpha subunit / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G-protein alpha subunit / G-alpha domain profile. / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / G-protein gamma-like domain / G-protein gamma-like domain superfamily / GGL domain / G protein gamma subunit-like motifs / GGL domain / G protein beta WD-40 repeat protein / Guanine nucleotide-binding protein, beta subunit / G-protein, beta subunit / G-protein coupled receptors family 1 signature. / 7 transmembrane receptor (rhodopsin family) / G protein-coupled receptor, rhodopsin-like / GPCR, rhodopsin-like, 7TM / G-protein coupled receptors family 1 profile. / G-protein beta WD-40 repeat / WD40 repeat, conserved site / Trp-Asp (WD) repeats signature. / Trp-Asp (WD) repeats profile. / Trp-Asp (WD) repeats circular profile. / WD40 repeats / WD40 repeat / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
: / Cannabinoid receptor 1 / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1 / Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
Mus musculus (ハツカネズミ)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.86 Å
データ登録者Rangari, V.A. / O'Brien, E.S. / Kobilka, B.K. / Krishna Kumar, K. / Majumdar, S.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)R34NS126036 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2025
タイトル: A cryptic pocket in CB1 drives peripheral and functional selectivity.
著者: Vipin Ashok Rangari / Evan S O'Brien / Alexander S Powers / Richard A Slivicki / Zachariah Bertels / Kevin Appourchaux / Deniz Aydin / Nokomis Ramos-Gonzalez / Juliet Mwirigi / Li Lin / ...著者: Vipin Ashok Rangari / Evan S O'Brien / Alexander S Powers / Richard A Slivicki / Zachariah Bertels / Kevin Appourchaux / Deniz Aydin / Nokomis Ramos-Gonzalez / Juliet Mwirigi / Li Lin / Elizaveta Mangutov / Briana L Sobecks / Yaseen Awad-Agbaria / Manoj B Uphade / Jhoan Aguilar / Teja Nikhil Peddada / Yuki Shiimura / Xi-Ping Huang / Jakayla Folarin-Hines / Maria Payne / Anirudh Kalathil / Balazs R Varga / Brian K Kobilka / Amynah A Pradhan / Michael D Cameron / Kaavya Krishna Kumar / Ron O Dror / Robert W Gereau / Susruta Majumdar /
要旨: The current opioid overdose epidemic highlights the urgent need to develop safer and more effective treatments for chronic pain. Cannabinoid receptor type 1 (CB1) is a promising non-opioid target for ...The current opioid overdose epidemic highlights the urgent need to develop safer and more effective treatments for chronic pain. Cannabinoid receptor type 1 (CB1) is a promising non-opioid target for pain relief, but its clinical use has been limited by centrally mediated psychoactivity and tolerance. We overcame both issues by designing peripherally restricted CB1 agonists that minimize arrestin recruitment. We achieved these goals by computationally designing positively charged derivatives of the potent CB1 agonist MDMB-Fubinaca. We designed these ligands to occupy a cryptic pocket identified through molecular dynamics simulations-an extended binding pocket that opens rarely and leads to the conserved signalling residue D (ref. ). We used structure determination, pharmacological assays and molecular dynamics simulations to verify the binding modes of these ligands and to determine the molecular mechanism by which they achieve this dampening of arrestin recruitment. Our lead ligand, VIP36, is highly peripherally restricted and demonstrates notable efficacy in three mouse pain models, with 100-fold dose separation between analgesic efficacy and centrally mediated side effects. VIP36 exerts analgesic efficacy through peripheral CB1 receptors and shows limited analgesic tolerance. These results show how targeting a cryptic pocket in a G-protein-coupled receptor can lead to enhanced peripheral selectivity, biased signalling, desired in vivo pharmacology and reduced adverse effects. This has substantial implications for chronic pain treatment but could also revolutionize the design of drugs targeting other G-protein-coupled receptors.
履歴
登録2024年3月22日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02025年3月5日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年3月5日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年3月5日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年3月5日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年3月5日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年3月5日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年3月19日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title ..._citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.name / _em_admin.last_update
改定 1.22025年4月16日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _em_admin.last_update

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構造の表示

構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
B: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
C: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
R: Cannabinoid receptor 1
S: scFv16
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)169,9376
ポリマ－169,4115
非ポリマー5271
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1

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要素

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Guanine nucleotide-binding protein ... , 3種, 3分子 ABC

#1: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1 / Adenylate cyclase-inhibiting G alpha protein


分子量: 40415.031 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GNAI1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P63096
#2: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1 / Transducin beta chain 1


分子量: 37671.102 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GNB1 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P62873
#3: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / G gamma-I


分子量: 7861.143 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: GNG2 / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ) / 参照: UniProt: P59768

-
タンパク質 / 抗体 / 非ポリマー , 3種, 3分子 RS

#4: タンパク質 Cannabinoid receptor 1 / CB1 / CANN6


分子量: 55678.535 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: CNR1, CNR
発現宿主: Spodoptera aff. frugiperda 1 BOLD-2017 (蝶・蛾)
参照: UniProt: P21554
#5: 抗体 scFv16


分子量: 27784.896 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Mus musculus (ハツカネズミ) / 発現宿主: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
#6: 化合物 ChemComp-A1AIW / methyl N-{6-(4-carbamimidamidobutoxy)-1-[(4-fluorophenyl)methyl]-1H-indazole-3-carbonyl}-3-methyl-L-valinate


分子量: 526.603 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C27H35FN6O4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationY

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素名称: CB1-Gi complex / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#5 / 由来: RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Spodoptera aff. frugiperda 1 BOLD-2017 (蝶・蛾)
緩衝液pH: 7.5
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: TFS KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: DARK FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 700 nm
撮影電子線照射量: 58 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)

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解析

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 2.86 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 295299 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築空間: REAL
精密化立体化学のターゲット値: REAL-SPACE (WEIGHTED MAP SUM AT ATOM CENTERS)

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万見について

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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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万見 (Yorodumi)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
  • EM Navigatorの詳細ページの後継、Omokage検索のフロントエンドも兼ねています。

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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