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1.
Nat Commun ; 12(1): 6805, 2021 11 23.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-34815401

RESUMO

GPR158, a class C orphan GPCR, functions in cognition, stress-induced mood control, and synaptic development. Among class C GPCRs, GPR158 is unique as it lacks a Venus flytrap-fold ligand-binding domain and terminates Gαi/o protein signaling through the RGS7-Gß5 heterodimer. Here, we report the cryo-EM structures of GPR158 alone and in complex with one or two RGS7-Gß5 heterodimers. GPR158 dimerizes through Per-Arnt-Sim-fold extracellular and transmembrane (TM) domains connected by an epidermal growth factor-like linker. The TM domain (TMD) reflects both inactive and active states of other class C GPCRs: a compact intracellular TMD, conformations of the two intracellular loops (ICLs) and the TMD interface formed by TM4/5. The ICL2, ICL3, TM3, and first helix of the cytoplasmic coiled-coil provide a platform for the DHEX domain of one RGS7 and the second helix recruits another RGS7. The unique features of the RGS7-binding site underlie the selectivity of GPR158 for RGS7.


Assuntos
Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/ultraestrutura , Proteínas RGS/ultraestrutura , Receptores Acoplados a Proteínas G/ultraestrutura , Microscopia Crioeletrônica , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/genética , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Células HEK293 , Humanos , Proteínas RGS/genética , Proteínas RGS/isolamento & purificação , Proteínas RGS/metabolismo , Receptores Acoplados a Proteínas G/genética , Receptores Acoplados a Proteínas G/isolamento & purificação , Receptores Acoplados a Proteínas G/metabolismo , Proteínas Recombinantes/genética , Proteínas Recombinantes/isolamento & purificação , Proteínas Recombinantes/metabolismo , Proteínas Recombinantes/ultraestrutura
2.
Nat Commun ; 10(1): 2008, 2019 05 01.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-31043612

RESUMO

G protein-gated inwardly rectifying potassium channel (GIRK) plays a key role in regulating neurotransmission. GIRK is opened by the direct binding of the G protein ßγ subunit (Gßγ), which is released from the heterotrimeric G protein (Gαßγ) upon the activation of G protein-coupled receptors (GPCRs). GIRK contributes to precise cellular responses by specifically and efficiently responding to the Gi/o-coupled GPCRs. However, the detailed mechanisms underlying this family-specific and efficient activation are largely unknown. Here, we investigate the structural mechanism underlying the Gi/o family-specific activation of GIRK, by combining cell-based BRET experiments and NMR analyses in a reconstituted membrane environment. We show that the interaction formed by the αA helix of Gαi/o mediates the formation of the Gαi/oßγ-GIRK complex, which is responsible for the family-specific activation of GIRK. We also present a model structure of the Gαi/oßγ-GIRK complex, which provides the molecular basis underlying the specific and efficient regulation of GIRK.


Assuntos
Canais de Potássio Corretores do Fluxo de Internalização Acoplados a Proteínas G/ultraestrutura , Subunidades alfa Gi-Go de Proteínas de Ligação ao GTP/ultraestrutura , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/ultraestrutura , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/ultraestrutura , Ativação do Canal Iônico/fisiologia , Técnicas de Transferência de Energia por Ressonância de Bioluminescência , Canais de Potássio Corretores do Fluxo de Internalização Acoplados a Proteínas G/metabolismo , Subunidades alfa Gi-Go de Proteínas de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades alfa Gi-Go de Proteínas de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Células HEK293 , Humanos , Modelos Moleculares , Ressonância Magnética Nuclear Biomolecular , Proteínas Recombinantes/isolamento & purificação , Proteínas Recombinantes/metabolismo , Proteínas Recombinantes/ultraestrutura
3.
PLoS One ; 14(1): e0210131, 2019.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-30620756

RESUMO

G protein coupled receptors (GPCRs) are central players in recognizing a variety of stimuli to mediate diverse cellular responses. This myriad of functions is accomplished by their modular interactions with downstream intracellular transducers, such as heterotrimeric G proteins and arrestins. Assembling a specific GPCR-G protein pair as a purified complex for their structural and functional investigations remains a challenging task, however, because of the low affinity of the interaction. Here, we optimized fusion constructs of the Gα subunit of the heterotrimeric G protein and engineered versions of rat Neurotensin receptor 1 (NTR1), coexpressed and assembled in vivo with Gß and Gγ. This was achieved by using the baculovirus-based MultiBac system. We thus generated a functional receptor-G protein fusion complex, which can be efficiently purified using ligand-based affinity chromatography on large scales. Additionally, we utilized a purification method based on a designed ankyrin repeat protein tightly binding to Green Fluorescent Protein (GFP-DARPin) that may be used as a generic approach for a large-scale purification of GPCR-G protein fusion complexes for which no ligands column can be generated. The purification methods described herein will support future studies that aim to understand the structural and functional framework of GPCR activation and signaling.


Assuntos
Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Receptores de Neurotensina/isolamento & purificação , Proteínas Recombinantes de Fusão/isolamento & purificação , Repetição de Anquirina , Técnicas de Cultura Celular por Lotes/métodos , Cromatografia de Afinidade/métodos , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/genética , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/genética , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Ligação Proteica , Receptores de Neurotensina/genética , Receptores de Neurotensina/metabolismo , Proteínas Recombinantes de Fusão/genética , Proteínas Recombinantes de Fusão/metabolismo
4.
J Biol Chem ; 292(34): 14280-14289, 2017 08 25.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-28655769

RESUMO

The visual photo-transduction cascade is a prototypical G protein-coupled receptor (GPCR) signaling system, in which light-activated rhodopsin (Rho*) is the GPCR catalyzing the exchange of GDP for GTP on the heterotrimeric G protein transducin (GT). This results in the dissociation of GT into its component αT-GTP and ß1γ1 subunit complex. Structural information for the Rho*-GT complex will be essential for understanding the molecular mechanism of visual photo-transduction. Moreover, it will shed light on how GPCRs selectively couple to and activate their G protein signaling partners. Here, we report on the preparation of a stable detergent-solubilized complex between Rho* and a heterotrimer (GT*) comprising a GαT/Gαi1 chimera (αT*) and ß1γ1 The complex was formed on native rod outer segment membranes upon light activation, solubilized in lauryl maltose neopentyl glycol, and purified with a combination of affinity and size-exclusion chromatography. We found that the complex is fully functional and that the stoichiometry of Rho* to GαT* is 1:1. The molecular weight of the complex was calculated from small-angle X-ray scattering data and was in good agreement with a model consisting of one Rho* and one GT*. The complex was visualized by negative-stain electron microscopy, which revealed an architecture similar to that of the ß2-adrenergic receptor-GS complex, including a flexible αT* helical domain. The stability and high yield of the purified complex should allow for further efforts toward obtaining a high-resolution structure of this important signaling complex.


Assuntos
Proteínas do Olho/metabolismo , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Modelos Moleculares , Rodopsina/metabolismo , Transducina/metabolismo , Animais , Bovinos , Cristalografia por Raios X , Detergentes/química , Proteínas do Olho/química , Proteínas do Olho/genética , Proteínas do Olho/isolamento & purificação , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/química , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/química , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Luz , Microscopia Eletrônica , Fragmentos de Peptídeos/química , Fragmentos de Peptídeos/genética , Fragmentos de Peptídeos/isolamento & purificação , Fragmentos de Peptídeos/metabolismo , Conformação Proteica/efeitos da radiação , Multimerização Proteica/efeitos da radiação , Estabilidade Proteica/efeitos da radiação , Proteínas Recombinantes de Fusão/química , Proteínas Recombinantes de Fusão/isolamento & purificação , Proteínas Recombinantes de Fusão/metabolismo , Retina/enzimologia , Retina/metabolismo , Retina/efeitos da radiação , Rodopsina/química , Rodopsina/isolamento & purificação , Segmento Externo da Célula Bastonete/enzimologia , Segmento Externo da Célula Bastonete/metabolismo , Segmento Externo da Célula Bastonete/efeitos da radiação , Espalhamento a Baixo Ângulo , Solubilidade , Transducina/química , Transducina/genética , Transducina/isolamento & purificação , Difração de Raios X
5.
Protein Pept Lett ; 19(3): 277-81, 2012 Mar.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-21933130

RESUMO

Like those in mammals, heterotrimeric G protein complexes have been implicated in signal transduction pathways in plants; however, the subunits themselves have not been isolated. In this study, the rice heterotrimeric G protein subunits α (Gα) and ß (Gß) were purified by affinity chromatography using anti-Gα and -Gß antibodies and SDS-PAGE. Six and seven peptides, respectively, were identified by mass spectrometry and identified as the translation products of the Gα gene RGA1 and Gß gene RGB1. During purification, the subunits dissociated easily from the G protein complex.


Assuntos
Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/análise , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/análise , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Oryza/química , Proteínas de Plantas/análise , Proteínas de Plantas/isolamento & purificação , Sequência de Aminoácidos , Anticorpos/imunologia , Cromatografia de Afinidade , Eletroforese em Gel de Poliacrilamida , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/química , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/imunologia , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/química , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/imunologia , Espectrometria de Massas , Dados de Sequência Molecular , Oryza/genética , Proteínas de Plantas/química , Proteínas de Plantas/imunologia , Resinas Sintéticas/química
6.
Methods Mol Biol ; 756: 357-70, 2011.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-21870239

RESUMO

Heterotrimeric G proteins are the main signal-transducing molecules activated by G protein-coupled receptors. Their GTP-dependent activation leads to the regulation of different effectors such as adenylyl cyclases, phospholipases, and RhoGEFs. To understand the full biological consequences of GPCR signalling and to further understand the cross-talk with other signalling pathways, the complement of proteins associating with heterotrimeric G proteins needs to be identified. Here we describe our mass spectrometry-based proteomic approaches for the study of Gßγ and Gα protein complexes. This approach is predicated on the establishment of mammalian cell lines constitutively or inducibly expressing affinity-tagged versions of Gßγ or wild-type and constitutively active Gα subunits, respectively.


Assuntos
Cromatografia de Afinidade/métodos , Proteínas Heterotriméricas de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Proteínas Heterotriméricas de Ligação ao GTP/metabolismo , Animais , Linhagem Celular , Clonagem Molecular/métodos , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/genética , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/genética , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/genética , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Expressão Gênica , Vetores Genéticos/genética , Proteínas Heterotriméricas de Ligação ao GTP/genética , Humanos , Espectrometria de Massas/métodos , Plasmídeos/genética , Proteômica/métodos , Transdução de Sinais
7.
Protein Pept Lett ; 16(9): 1053-6, 2009.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-19508220

RESUMO

G-protein betagamma dimers are prime regulators transmitting extracellular signals to wide-ranging cellular effectors including phosphoinositide 3-kinase (PI3K) isoforms beta and gamma. Recombinant Gbetagamma purified from Sf9 cells via metal-affinity and anion exchange chromatography exhibited a wortmannin-insensitive phospholipid kinase activity that copurified from the insect cells. To exclude false-positive results of Gbetagamma-dependent lipid kinase activity, the elimination of insect phospholipid kinase from Gbetagamma protein samples is necessary to avoid interference with the intrinsic lipid kinase activity of PI3K isoforms in reconstitution experiments. Here we describe an improved procedure of Gbeta(1)gamma(2) purification from cell membranes that separates the contaminating phospholipid kinase.


Assuntos
Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Fosfatidilinositol 3-Quinases/metabolismo , Androstadienos/farmacologia , Animais , Baculoviridae/genética , Cromatografia em Gel , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Fosfatidilinositol 3-Quinases/isolamento & purificação , Fosfotransferases/isolamento & purificação , Proteínas Recombinantes/isolamento & purificação , Spodoptera/metabolismo , Wortmanina
8.
Eukaryot Cell ; 8(7): 1001-13, 2009 Jul.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-19411619

RESUMO

We identified and functionally characterized genes encoding three Galpha proteins and one Gbeta protein in the dimorphic fungal wheat pathogen Mycosphaerella graminicola, which we designated MgGpa1, MgGpa2, MgGpa3, and MgGpb1, respectively. Sequence comparisons and phylogenetic analyses showed that MgGPA1 and MgGPA3 are most related to the mammalian Galpha(i) and Galpha(s) families, respectively, whereas MgGPA2 is not related to either of these families. On potato dextrose agar (PDA) and in yeast glucose broth (YGB), MgGpa1 mutants produced significantly longer spores than those of the wild type (WT), and these developed into unique fluffy mycelia in the latter medium, indicating that this gene negatively controls filamentation. MgGpa3 mutants showed more pronounced yeast-like growth accompanied with hampered filamentation and secreted a dark-brown pigment into YGB. Germ tubes emerging from spores of MgGpb1 mutants were wavy on water agar and showed a nested type of growth on PDA that was due to hampered filamentation, numerous cell fusions, and increased anastomosis. Intracellular cyclic AMP (cAMP) levels of MgGpb1 and MgGpa3 mutants were decreased, indicating that both genes positively regulate the cAMP pathway, which was confirmed because the WT phenotype was restored by adding cAMP to these mutant cultures. The cAMP levels in MgGpa1 mutants and the WT were not significantly different, suggesting that this gene might be dispensable for cAMP regulation. In planta assays showed that mutants of MgGpa1, MgGpa3, and MgGpb1 are strongly reduced in pathogenicity. We concluded that the heterotrimeric G proteins encoded by MgGpa3 and MgGpb1 regulate the cAMP pathway that is required for development and pathogenicity in M. graminicola.


Assuntos
Ascomicetos/crescimento & desenvolvimento , AMP Cíclico/metabolismo , Proteínas Fúngicas/metabolismo , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Proteínas Heterotriméricas de Ligação ao GTP/metabolismo , Ascomicetos/genética , Ascomicetos/patogenicidade , Diferenciação Celular/genética , Crescimento Celular , Proliferação de Células , AMP Cíclico/genética , Proteínas Fúngicas/genética , Proteínas Fúngicas/isolamento & purificação , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/genética , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/genética , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Regulação Fúngica da Expressão Gênica/genética , Proteínas Heterotriméricas de Ligação ao GTP/genética , Proteínas Heterotriméricas de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Mutação/genética , Doenças das Plantas/genética , Doenças das Plantas/microbiologia , Transdução de Sinais/genética , Triticum/genética , Triticum/metabolismo , Triticum/microbiologia
9.
Biochem J ; 406(1): 157-65, 2007 Aug 15.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-17492941

RESUMO

The requirement of DAG (diacylglycerol) to recruit PKD (protein kinase D) to the TGN (trans-Golgi network) for the targeting of transport carriers to the cell surface, has led us to a search for new components involved in this regulatory pathway. Previous findings reveal that the heterotrimeric Gbetagamma (GTP-binding protein betagamma subunits) act as PKD activators, leading to fission of transport vesicles at the TGN. We have recently shown that PKCeta (protein kinase Ceta) functions as an intermediate member in the vesicle generating pathway. DAG is capable of activating this kinase at the TGN, and at the same time is able to recruit PKD to this organelle in order to interact with PKCeta, allowing phosphorylation of PKD's activation loop. The most qualified candidates for the production of DAG at the TGN are PI-PLCs (phosphatidylinositol-specific phospholipases C), since some members of this family can be directly activated by Gbetagamma, utilizing PtdIns(4,5)P2 as a substrate, to produce the second messengers DAG and InsP3. In the present study we show that betagamma-dependent Golgi fragmentation, PKD1 activation and TGN to plasma membrane transport were affected by a specific PI-PLC inhibitor, U73122 [1-(6-{[17-3-methoxyestra-1,3,5(10)-trien-17-yl]amino}hexyl)-1H-pyrrole-2,5-dione]. In addition, a recently described PI-PLC activator, m-3M3FBS [2,4,6-trimethyl-N-(m-3-trifluoromethylphenyl)benzenesulfonamide], induced vesiculation of the Golgi apparatus as well as PKD1 phosphorylation at its activation loop. Finally, using siRNA (small interfering RNA) to block several PI-PLCs, we were able to identify PLCbeta3 as the sole member of this family involved in the regulation of the formation of transport carriers at the TGN. In conclusion, we demonstrate that fission of transport carriers at the TGN is dependent on PI-PLCs, specifically PLCbeta3, which is necessary to activate PKCeta and PKD in that Golgi compartment, via DAG production.


Assuntos
Membrana Celular/metabolismo , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Isoenzimas/metabolismo , Proteína Quinase C/metabolismo , Fosfolipases Tipo C/metabolismo , Rede trans-Golgi/metabolismo , Animais , Membrana Celular/efeitos dos fármacos , Diglicerídeos/metabolismo , Ativação Enzimática/efeitos dos fármacos , Estrenos/farmacologia , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Células HeLa , Humanos , Glicoproteínas de Membrana/metabolismo , Modelos Biológicos , Fosfolipase C beta , Fosforilação/efeitos dos fármacos , Transporte Proteico/efeitos dos fármacos , Pirrolidinonas/farmacologia , RNA Interferente Pequeno/metabolismo , Ratos , Sulfonamidas , Proteínas do Envelope Viral/metabolismo , Rede trans-Golgi/efeitos dos fármacos
10.
Biochemistry ; 45(38): 11616-31, 2006 Sep 26.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-16981721

RESUMO

Ggamma11 is an unusual guanine nucleotide-binding regulatory protein (G protein) subunit. To study the effect of different Gbeta-binding partners on gamma11 function, four recombinant betagamma dimers, beta1gamma2, beta4gamma2, beta1gamma11, and beta4gamma11, were characterized in a receptor reconstitution assay with the G(q)-linked M1 muscarinic and the G(i1)-linked A1 adenosine receptors. The beta4gamma11 dimer was up to 30-fold less efficient than beta4gamma2 at promoting agonist-dependent binding of [35S]GTPgammaS to either alpha(q) or alpha(i1). Using a competition assay to measure relative affinities of purified betagamma dimers for alpha, the beta4gamma11 dimer had a 15-fold lower affinity for G(i1) alpha than beta4gamma2. Chromatographic characterization of the beta4gamma11 dimer revealed that the betagamma is stable in a heterotrimeric complex with G(i1) alpha; however, upon activation of alpha with MgCl2 and GTPgammaS under nondenaturing conditions, the beta4 and gamma11 subunits dissociate. Activation of purified G(i1) alpha:beta4gamma11 with Mg+2/GTPgammaS following reconstitution into lipid vesicles and incubation with phospholipase C (PLC)-beta resulted in stimulation of PLC-beta activity; however, when this activation preceded reconstitution into vesicles, PLC-beta activity was markedly diminished. In a membrane coupling assay designed to measure the ability of G protein to promote a high-affinity agonist-binding conformation of the A1 adenosine receptor, beta4gamma11 was as effective as beta4gamma2 when coexpressed with G(i1) alpha and receptor. However, G(i1) alpha:beta4gamma11-induced high-affinity binding was up to 20-fold more sensitive to GTPgammaS than G(i1) alpha:beta4gamma2-induced high-affinity binding. These results suggest that the stability of the beta4gamma11 dimer can modulate G protein activity at the receptor and effector.


Assuntos
Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Isoenzimas/metabolismo , Subunidades Proteicas/metabolismo , Receptor A1 de Adenosina/metabolismo , Receptor Muscarínico M1/metabolismo , Fosfolipases Tipo C/metabolismo , Animais , Anticorpos/imunologia , Sítios de Ligação , Precipitação Química , Dimerização , Subunidades alfa Gq-G11 de Proteínas de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Fosfolipase C beta , Ligação Proteica , Isoformas de Proteínas/metabolismo , Proteínas Recombinantes/metabolismo , Spodoptera , Termodinâmica , Perus
11.
Methods Mol Biol ; 327: 49-59, 2006.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-16780212

RESUMO

Besides stimulating the mitogen-activated protein kinase, phospholipase Cgamma, and phosphatidylinositol 3-kinase cascades, in certain tissues and cells such as the heart, partotid gland, and luteal cells, activation of the epidermal growth factor (EGF) receptor also stimulates second-messenger systems that involve the heterotrimeric G proteins. For instance, in the heart EGF increases contractility and heart rate by elevating cellular cyclic adenosine monophosphate (cAMP) levels. This is the result of EGF-elicited activation of adenylyl cyclase via the stimulatory guanosine 5'-triphosphate (GTP)-binding protein Gs. In this context, the single transmembrane EGF receptor acts like a heptahelical G protein-coupled receptor. Here we have described the methods used to study interactions between the EGF receptor and heterotrimeric G proteins. Moreover, we have also described how the stoichiometry of EGF receptor association with the alpha subunit of Gs can be monitored in vitro. Several other single transmembrane receptors and proteins can also activate heterotrimeric G proteins, and, therefore, the methodologies described in this chapter can be adapted to other systems.


Assuntos
Adenilil Ciclases/química , Adenilil Ciclases/metabolismo , Receptores ErbB/metabolismo , Subunidades alfa Gs de Proteínas de Ligação ao GTP/metabolismo , Animais , Bovinos , GTP Fosfo-Hidrolases/metabolismo , Subunidades alfa Gs de Proteínas de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Guanosina 5'-O-(3-Tiotrifosfato)/metabolismo , Camundongos , Ligação Proteica
12.
Methods Enzymol ; 390: 149-62, 2004.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-15488176

RESUMO

Regulator of G-protein signaling (RGS) proteins of the R7 subfamily (RGS6, 7, 9, and 11) contain a unique Ggamma-like (GGL) domain that enables their association with the G-protein beta subunit Gbeta5. The existence of these complexes was demonstrated by their purification from native tissues as well as by reconstitution in vitro. According to pulse-chase analysis, Gbeta5 and RGS7 monomers undergo rapid proteolytic degradation in cells, whereas the dimer is stable. Studies of the functional role of Gbeta5-RGS dimers using GTPase activity, ion channel, and calcium mobilization assays showed that, similarly to other RGS proteins, they can negatively regulate G-protein-mediated signal transduction. Protein-protein interactions involving the Gbeta5-RGS7 complex can be studied in cells using fluorescence resonance energy transfer utilizing Gbeta5, RGS, and Galpha subunits fused to the cyan and yellow versions of green fluorescent protein.


Assuntos
Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Proteínas RGS/isolamento & purificação , Proteínas RGS/metabolismo , Animais , Encéfalo/metabolismo , Linhagem Celular , Dimerização , Transferência Ressonante de Energia de Fluorescência , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/genética , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/química , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/genética , Proteínas RGS/química , Proteínas RGS/genética , Ratos , Proteínas Recombinantes de Fusão/genética , Proteínas Recombinantes de Fusão/metabolismo , Retina/química , Sistemas do Segundo Mensageiro/fisiologia
13.
Methods Enzymol ; 390: 163-77, 2004.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-15488177

RESUMO

The study of purified regulator of G-protein signaling (RGS) proteins in steady-state GTPase assays using reconstituted proteoliposomes is a powerful approach to characterizing the RGS protein-mediated acceleration of intrinsic Galpha subunit GTPase activity in the context of various G-protein and G-protein-coupled receptor (GPCR) combinations. This approach has been applied successfully to the R7 subfamily of RGS proteins, RGS6, -7, -9, and -11, which form heterodimers with Gbeta5 subunits via the G-protein gamma-like domain of R7 proteins. This article describes the purification of heterodimers from Sf9 insect cells following the expression of recombinant R7 protein and histidine-tagged Gbeta5 using affinity and ion-exchange chromatography. The ability of the heterodimers to accelerate the intrinsic GTPase activity of Galpha subunits was assessed in steady-state GTPase assays performed on proteoliposomes consisting of phospholipids, purified G proteins, and purified GPCRs.


Assuntos
Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Proteínas RGS/isolamento & purificação , Proteínas RGS/metabolismo , Animais , Linhagem Celular , Cromatografia/métodos , Dimerização , GTP Fosfo-Hidrolases/metabolismo , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/genética , Subunidades alfa de Proteínas de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/química , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/genética , Lipossomos/química , Lipossomos/metabolismo , Substâncias Macromoleculares , Ligação Proteica , Proteínas RGS/química , Proteínas RGS/genética , Ratos , Proteínas Recombinantes de Fusão/genética , Proteínas Recombinantes de Fusão/metabolismo , Sistemas do Segundo Mensageiro/fisiologia
15.
Methods Mol Biol ; 237: 67-75, 2004.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-14501039

RESUMO

The activity of mammalian phosphoinositide-specific phospholipase C beta (PLC beta) is regulated by the alpha q family of G protein alpha subunits and by beta gamma subunits thought to be released from Gi. Interactions between G protein subunits and PLC beta can be assayed by measuring the stimulation of PLC beta enzymatic activity on reconstituting the purified G protein subunits with purified PLC beta on artificial phospholipid vesicles containing the substrate, phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PIP2). These vesicles are doped with [3H]-inositol PIP2 and the rate of hydrolysis is determined by quantitating the amount of [3H]-inositol triphosphate (IP3) released from the vesicle into the aqueous phase. This assay provides a relatively simple method for assessing the activity PLC activity and its ability to be regulated by beta gamma and alpha(q) subunits. It can also be used to assess the functionality of the components after modification by mutagenesis, chemical modification, or in the presence of competing molecules.


Assuntos
Proteínas Heterotriméricas de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Proteínas Heterotriméricas de Ligação ao GTP/metabolismo , Isoenzimas/isolamento & purificação , Isoenzimas/metabolismo , Fosfolipases Tipo C/isolamento & purificação , Fosfolipases Tipo C/metabolismo , Animais , Subunidades alfa Gq-G11 de Proteínas de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades alfa Gq-G11 de Proteínas de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades beta da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/isolamento & purificação , Subunidades gama da Proteína de Ligação ao GTP/metabolismo , Fosfolipase C beta , Transdução de Sinais
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