G-белками рецепторы (GPCRs) семь-трансмембранные рецепторы. Один только геном человека содержит около 800 генов, кодирующих GPCR,, которые активируются различными лигандами, включая свет, отдушек, гормонов, пептидов, лекарственных средств и других небольших молекул. Около 30% всех лекарственных средств в настоящее время на целевом рынке GPCRs , потому что они играют большую роль во многих болезненных состояний 2. Несмотря на десятилетия обширной работы, проделанной по этому семейству рецепторов, остаются значительные нерешенные вопросы в этой области, в частности в отношении молекулярных механизмов, которые управляют GPCR-эффекторных взаимодействий. На сегодняшний день только одна кристаллическая структура с высокой разрешающей способностью были опубликованы, обеспечивая представление о взаимодействии между β 2 адренергического рецептора (β 2 -АР) , и белок Gs 3. Вместе с обширные исследования в течение последних трех десятилетий, он повторяет один конкретный структурный компонент, который имеет решающее значение в этомВзаимодействие: The Gα субъединицей С-концевом участке. Эта структура имеет важное значение как для G активации белка путем выбора белка GPCR 4 и G 5-6. Следовательно, Gα С-конец обеспечивает важную связь между лигандом стимуляции GPCR и селективной активации белка G.
Исследования, проведенные за последнее десятилетие показывает, что GPCR, заселить широкий конформационные пейзаж с лиганд-связывающим стабилизирующим подмножеств GPCR конформации. В то время как несколько методов, в том числе кристаллография, ЯМР и флуоресцентной спектроскопии и масс - спектрометрии можно исследовать конформационные ландшафт GPCR, существует недостаток подходов к выяснению их функциональное значение в выборе эффекторной 7. Здесь мы очертить подход Fӧrster -На резонансный перенос энергии (FRET) для обнаружения белка G-селективных GPCR конформации. FRET зависит от близости и параллельной ориентации двух флуорофоров с перекрытием выбросов (доноров) аго возбуждения (акцептор) спектры 8. В качестве донора и акцептора флуорофоров сближаются в результате либо конформационных изменений в белке или белок-белкового взаимодействия, лада между ними увеличивается, и может быть измерена с помощью ряда методов 8. FRET на основе биосенсоров широко используются в области GPCR 9. Они использовались, чтобы исследовать конформационные изменения в GPCR, вставив донора и акцептора в третьем цикле внутриклеточного и GPCR С-конца; Датчики были разработаны для исследования GPCR и эффекторных взаимодействий по отдельности мечения GPCR и эффектор (G белковых субъединиц / arrestins) с FRET пары 10; некоторые датчики также обнаружить конформационные изменения в белке G 11. Эти биосенсоры позволили поле , чтобы задать множество нерешенных вопросов , в том числе конформационных изменений в GPCR и эффектора, кинетика взаимодействия GPCR-эффекторов и аллостерических лигандов 12. Наша группабыл особенно заинтересован в создании биосенсоров, которые могли бы обнаружить белок G-специфический GPCR конформации под агонистом приводом условиях. Этот биосенсора основывается на недавно разработанной технологии под названием СПАЗМЫ (систематическое сродство белка сила модуляции) 13. СПАЗМЫ включает привязывать взаимодействующих доменов белка с использованием ER / K компоновщик, который контролирует их эффективные концентрации. Обрамление линкер с FRET пары флуорофоров создает инструмент , который может сообщать о состоянии взаимодействия между белками 12. Ранее 1 модуль СПАЗМЫ был использован для привязывать к Gα С-концом к GPCR и контролировать их взаимодействие с FRET флуорофоров, mCitrine (далее в данном протоколе его широко известный вариант, желтый флуоресцентный белок (YFP), возбуждение / пик излучения при 490/525 нм) и mCerulean (далее в настоящем протоколе его широко известный вариант Cyan флуоресцентный белок (CFP), возбуждение / пик излучения 430/475 нм). От N- к С-концу, тего генетически кодируемых отдельный полипептид содержит: полная длина ХВГФ, лада акцептор (mCitrine / YFP), 10 нм ER / K компоновщик, лада донор (mCerulean / СФП), а Gα С-конец пептида. В этом исследовании, датчики сокращенно GPCR-линкер длиной Gα пептида. Все компоненты разделены неструктурированной (Gly-Ser-Gly) 4 линкера , который позволяет свободное вращение каждого домена. Подробная характеристика таких датчиков была ранее выполнена с использованием двух прототипические GPCRs: β 2 -АР и опсина 1.
Этот датчик трансфицированы в НЕК-293Т и флуорометре на основе экспериментах с клеточными мера спектров флуоресценции пары FRET в произвольных единицах число импульсов в секунду (CPS) в присутствии или в отсутствие лиганда живого. Эти измерения используются для вычисления соотношения FRET между флуорофоров (YFP макс / CFP макс). Изменение в FRET (ΔFRET) рассчитывается путем вычитания среднего отношения FRETнеочищенных образцов из соотношения лада лиганда образцах, обработанных. ΔFRET можно сравнить между конструкциями (β 2 -АР-10 нм-Gαs пептида по сравнению с не & beta ; 2--AR 10 нм не пептид). Здесь мы подробно протокол, чтобы выразить эти датчики в НЕК-293Т живых клеток, следить за их выражение, а установка, выполнение и анализ Флуорометр на основе живых клеток FRET измерения для необработанных клеток по сравнению условий наркотиков лечение. В то время как этот протокол является специфическим для β 2 -АР-10 нм-Gαs пептидной датчика обрабатывали 100 мкМ изопротеренол битартрат, она может быть оптимизирована для различных пар ХВГФ-Gα и лигандов.