Les 2: GPCR
2.1 GPCR signaling algemeen
• Classificatie van liganden
o lipofiele hormonen met intracellulaire receptoren
o lipofiele hormonen met celmembraan gebonden receptoren
o wateroplosbare hormonen met celmembraan-gebonden receptoren
• GPCR worden ook serpentine receptoren genoemd
• Opbouw
o 7 α-helicale transmembranaire regio’s
o N terminus extracellulair
o C terminus intracellulair
• Diversiteit
o Heel grote familie, grootste genfamilie bij mens
▪ > 800 genen coderen voor GPCRs
o Heel diverse liganden
▪ Geurstoffen, smaak, peptiden, aminozuren, vetzuren, licht + VELE
ANDERE !!!
• Zeer belangrijk voor therapeutische interventie
2.1.1 De G-eiwit cyclus
• De G-eiwitten die gekoppeld zijn aan GPCRs zijn heterotrimere GTP-bindende eiwitten
o Gα, Gβ, Gγ
▪ Gα en Gγ zijn verankerd in de membraan, covalent gebonden aan lipiden
▪ Gα bindt GDP als de GPCR niet geactiveerd is
• Werking van de GPCR
o Ligandbinding
1
, o Herschikking transmembraanhelices H5 en H6
o C3 intracellulair segment (lus dat H5 en H6 verbindt) ondergaat structuurverandering
▪ C3 intracellulair segment (lus dat H5 en H6 verbindt) samen met C-terminaal
deel vormen voornaamste determinanten voor binding G-proteïne
o Associatie met G-proteïne
▪ Binding gebeurt thv C- en N-terminus van Gα
o Associatie leidt tot GTP binding
▪ N-terminus en switch I en II regio’s zijn betrokken bij binding van Gα met Gβ
➢ GTP binding leidt tot sterke structuurwijzigingen in de
switchgebieden
o Uiteenvallen van het complex in Gα en Gβγ
o Gα subeenheid kan nu interageren met downstream effector proteïnen
▪ Bv. adenylaat cyclase (wat leidt tot cAMP vorming)
➢ Binding gebeurt via switch II regio
o Ook het Gβγ complex kan interageren met downstream effector proteïnen
▪ In vele gevallen ionkanalen
o Activering van een heterotrimeer G proteïne is maar tijdelijk door GTPase activiteit
van de Gα subeenheid
o Gα-GDP interageert opnieuw met Gβγ
2
2.1 GPCR signaling algemeen
• Classificatie van liganden
o lipofiele hormonen met intracellulaire receptoren
o lipofiele hormonen met celmembraan gebonden receptoren
o wateroplosbare hormonen met celmembraan-gebonden receptoren
• GPCR worden ook serpentine receptoren genoemd
• Opbouw
o 7 α-helicale transmembranaire regio’s
o N terminus extracellulair
o C terminus intracellulair
• Diversiteit
o Heel grote familie, grootste genfamilie bij mens
▪ > 800 genen coderen voor GPCRs
o Heel diverse liganden
▪ Geurstoffen, smaak, peptiden, aminozuren, vetzuren, licht + VELE
ANDERE !!!
• Zeer belangrijk voor therapeutische interventie
2.1.1 De G-eiwit cyclus
• De G-eiwitten die gekoppeld zijn aan GPCRs zijn heterotrimere GTP-bindende eiwitten
o Gα, Gβ, Gγ
▪ Gα en Gγ zijn verankerd in de membraan, covalent gebonden aan lipiden
▪ Gα bindt GDP als de GPCR niet geactiveerd is
• Werking van de GPCR
o Ligandbinding
1
, o Herschikking transmembraanhelices H5 en H6
o C3 intracellulair segment (lus dat H5 en H6 verbindt) ondergaat structuurverandering
▪ C3 intracellulair segment (lus dat H5 en H6 verbindt) samen met C-terminaal
deel vormen voornaamste determinanten voor binding G-proteïne
o Associatie met G-proteïne
▪ Binding gebeurt thv C- en N-terminus van Gα
o Associatie leidt tot GTP binding
▪ N-terminus en switch I en II regio’s zijn betrokken bij binding van Gα met Gβ
➢ GTP binding leidt tot sterke structuurwijzigingen in de
switchgebieden
o Uiteenvallen van het complex in Gα en Gβγ
o Gα subeenheid kan nu interageren met downstream effector proteïnen
▪ Bv. adenylaat cyclase (wat leidt tot cAMP vorming)
➢ Binding gebeurt via switch II regio
o Ook het Gβγ complex kan interageren met downstream effector proteïnen
▪ In vele gevallen ionkanalen
o Activering van een heterotrimeer G proteïne is maar tijdelijk door GTPase activiteit
van de Gα subeenheid
o Gα-GDP interageert opnieuw met Gβγ
2
