人神經(jīng)肽S受體結(jié)構(gòu)功能和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究.pdf

1、人神經(jīng)肽S(Neuropeptide S，NPS)，一種含有20個(gè)氨基酸殘基且N端為高度保守的絲氨酸的新型神經(jīng)肽，近年來(lái)被確定為孤兒G蛋白偶聯(lián)受體GPR154的內(nèi)源性配體。該受體也因此被命名為NPSR。研究表明NPS及NPSR廣泛分布于脊椎動(dòng)物的腦組織中，參與多種神經(jīng)功能的調(diào)節(jié)，是許多精神類疾病的有效靶點(diǎn)。
　　研究表明，人NPSR是一個(gè)Gαs和Gαq雙偶聯(lián)的受體，一旦與配體結(jié)合可以激活cAMP/PKA和Ca2VPKC信號(hào)通路。我

2、們研究發(fā)現(xiàn)，與內(nèi)源性配體NPS不同，缺乏C末端10個(gè)氨基酸殘基的多肽NPS-(1-10)可以激活Ca2+/PKC信號(hào)通路，但激活cAMP/PKA信號(hào)通路的能力明顯減弱，表明NPS-(1-10)是一個(gè)偏向性激動(dòng)劑，可以選擇性的穩(wěn)定NPSR與Gαq偶聯(lián)的構(gòu)象。而兩個(gè)多肽與受體的結(jié)合能力并沒(méi)有差異，說(shuō)明這種信號(hào)通路的偏向性并不是由于結(jié)合能力的改變而產(chǎn)生的。另外，我們發(fā)現(xiàn)NPS激活的ERK1/2磷酸化可以被PKA抑制劑H89所阻斷，同時(shí)也會(huì)被G

3、αq蛋白抑制劑UBO-QIC作用，說(shuō)明NPS介導(dǎo)的ERK1/2磷酸化同時(shí)受這兩條信號(hào)通路的調(diào)控。而NPS-(1-10)同樣可以激活ERK1/2的磷酸化，但NPS-(1-10)激活的ERK1/2磷酸化只能被UBO-QIC阻斷而并不受H89的影響，這說(shuō)明NPS-(1-10)主要是通過(guò)偶聯(lián)Gαq蛋白激活ERK1/2的磷酸化，并沒(méi)有涉及到Gαs蛋白。
　　為了進(jìn)一步解析NPS-(1-10)產(chǎn)生偏向性的機(jī)制，我們構(gòu)建了NPS-(1-13)及

4、其點(diǎn)突變類似物，結(jié)果顯示，與NPS-(1-10)類似，第11位和第12位賴氨酸的突變體NPS-K11A和NPS-K12A會(huì)選擇性激活Gαq依賴的信號(hào)通路，而NPS-(1-13)及第13位蘇氨酸的突變體NPS-T13A則依然平衡地激活Gαs和Gαq依賴的信號(hào)通路。同時(shí)，NPS-K11A和NPS-K12A介導(dǎo)的ERK1/2磷酸化僅受UBO-QIC影響，而NPS-(1-13)和NPS-T13A介導(dǎo)的ERK1/2磷酸化則同時(shí)受H89和UBO-Q

5、IC影響。這說(shuō)明第11位和第12位賴氨酸的突變會(huì)影響NPSR和Gαs蛋白的偶聯(lián)，在信號(hào)通路偏向性中扮演重要角色。
　　我們還對(duì)九個(gè)NPSR的天然突變體進(jìn)行功能分析，研究發(fā)現(xiàn)，不同于前人報(bào)道，NPSR-N107I的膜表達(dá)量以及與配體的親和力均比野生型有顯著提升，下游信號(hào)通路也明顯增強(qiáng)。而NPSR-S241R以及NPSR-Q344R兩個(gè)位點(diǎn)的突變并未明顯改變下游的信號(hào)通路。NPSR-R122Q、NPSR-S143G以及NPSR-131

6、5T三個(gè)突變體激活胞內(nèi)Ca2+反應(yīng)的能力幾乎喪失，但可以一定程度的激活Gαs依賴的信號(hào)通路。NPSR-T212I可以同時(shí)顯著地激活兩條信號(hào)通路，但表現(xiàn)出Gαq依賴信號(hào)通路的偏向性。NPSR-D94V以及NPSR-C197F兩個(gè)位點(diǎn)的突變會(huì)導(dǎo)致受體功能的完全缺失。這些結(jié)果表明不同位點(diǎn)的突變會(huì)引起受體不同的表型差異，從而與NPSR相關(guān)的疾病形成關(guān)聯(lián)。
　　總之，我們的研究發(fā)現(xiàn)了NPS-(1-10)是NPSR的偏向性激動(dòng)劑，而NPS的第