O εκλυτικός παράγοντας της κορτικοτροπίνης (CRF) είναι ένα πεπτίδιο 41 αμινοξέων το οποίο παίζει σημαντικό ρόλο στη λειτουργία του υποθάλαμο-υπόφυσο-επινεφριδιακού άξονα (HPA) και του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ), αλληλεπιδρώντας κυρίως με τον τύπο 1 υποδοχέα του CRF (CRF1R). Ο CRF1R ανήκει στη υποοικογένεια Β των υποδοχέων που συζεύγνυνται με τις G-πρωτεΐνες (GPCRs). Όπως όλοι οι GPCRs έτσι και ο CRF1R αποτελείται από επτά διαμεμβρανικές περιοχές (TM1-ΤΜ7) που εξωκυττάρια ενώνονται μεταξύ τους με τρεις βρόγχους (EL1-EL3).
Προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι μετάλλαξη της αργινίνης ή της λυσίνης των υποδοχέων της σεκρετίνης και του GLP1, που αντιστοιχούν στη λυσίνη 250 του EL2 του CRF1R, μείωσε σημαντικά τις συγγένειες δέσμευσης των πεπτιδίων. Παρόμοια, αντικατάσταση της λυσίνης 250 του CRF1R με ένα μη φυσικό φωτοδραστικό αμινοξύ (Azi) μείωσε τη δέσμευση του CRF συγγενούς πεπτιδίου, ουροκορτίνη. Επιπρόσθετα, η ύπαρξη ενός θετικά φορτισμένου αμινοξέος στη θέση 250 όλων των υποδοχέων της υποοικογένειας Β των GPCRs υποδηλώνει τη πιθανή σημασία του στη δομή και τη λειτουργία των υποδοχέων αυτών. Τα παραπάνω οδηγούν στην υπόθεση ότι η λυσίνη 250 του CRF1R παίζει σημαντικό ρόλο στη λειτουργία του υποδοχέα.
Σκοπός της παρούσας ερευνητικής εργασίας είναι η επαλήθευση της παραπάνω υπόθεσης. Για την εκπλήρωση του σκοπού αυτού εξετάσαμε το ρόλο της θέσης 250 στη λειτουργία του υποδοχέα, αντικαθιστώντας τη λυσίνη 250 με διαφορετικά αμινοξέα και προσδιορίζοντας την επίδραση αυτών των μεταλλάξεων στη συγγένεια δέσμευσης του CRF συγγενούς πεπτιδίου, σοβαγίνη. Συγκεκριμένα αντικαταστήσαμε τη λυσίνη 250 με τη θετικά φορτισμένη αργινίνη (K250R) ή το αρνητικά φορτισμένο ασπαρτικό οξύ (K250D). Ενώ η K250D μετάλλαξη μείωσε δραματικά τη συγγένεια δέσμευσης της σοβαγίνης η K250R είχε πολύ μικρότερη επίπτωση στη δέσμευση του πεπτιδίου αυτού. Τα αποτελέσματα αυτά οδηγούν στο συμπέρασμα ότι το θετικό φορτίο στη θέση 250 του CRF1R παίζει σημαντικό ρόλο στη δέσμευση των πεπτιδίων της οικογένειας του CRF.
(EL)
Corticotrophin releasing factor (CRF) is a 41 amino acid peptide that plays important role in the function of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis and the central nervous system (CNS), by interacting mostly with the type 1 receptor of CRF (CRF1R). CRF1R belongs to the subfamily B of G-protein coupled receptors (GPCRs) family. CRF1R, like all GPCRs, consists of seven transmembrane domains (TM1-TM7) which are extracellularly linked ro each other by three loops (EL1-EL3).
Previous studies have shown that mutation of arginine or lysine of secretin receptor and GLP1R, which corresponds to lysine 250 of CRF1R, significantly reduced the binding affinities of peptides. Similarly, replacement of lysine 250 of CRF1R by an unnatural photocrosslinking amino acid (Azi), reduced the binding affinity of the CRF related peptide, urocortin. Moreover, the existence of a positively charge at position 250 of all subfamily B GPCRs suggests its possible important role in the structure and function of receptors. All above lead to the hypothesis that Lys250 of CRF1R plays important role in receptor function.
The aim of the present study is to verify the above hypothesis. To accomplish this we mutated Lys250 of CRF1R to different amino acids and tested the impact of mutations on binding affinity of the CRF related peptide, sauvagine. In specific, we mutated Lys250 to the negatively charged Asp (K250D) or to the positively charged Arg (K250R). K250D mutation drammatically reduced sauvagine binding, whereas K250R mutation had a much smaller impact on peptide binding. These results suggest that the positive charge at position 250 of CRF1R plays important role in ligand binding.
(EN)
