G タンパク質共役型受容体のリン酸化ペプチドは、活性化されたアレスチンの二量体化を誘導する

Phosphorylated peptide of G protein-coupled receptor induces dimerization in activated arrestin.

• Andreas M Stadler
• Joachim Granzin
• Anneliese Cousin
• Renu Batra-Safferling

抄録

Gタンパク質共役型受容体のシグナル伝達の終了には、そのC末端のリン酸化とそれに続く制御タンパク質アレスチンの結合が関与している。視覚系では、アレスチン-1は光活性化され、リン酸化されたロドプシンに優先的に結合し、光伝達を不活性化する。ここで、我々は、視覚系のアレスチン-1の活性型変異体であるスプライスバリアントp44と変異体R175Eへのウシロドプシンの合成リン酸ペプチド（残基323-348）の結合を調べた。野生型のアレスチン-1とは異なり、これらのアレスチンはいずれも溶液中では単量体である。小角X線散乱を用いた溶液構造解析の結果、両アレスチンはホスホペプチドの存在下で二量体化していることが明らかになりました。この結果は、アレスチンの受容体誘導性オリゴマー化について、我々の知る限りでは初めての報告であり、アレスチンのオリゴマーの細胞機能への役割の可能性を示唆している。高い構造的相同性と活性化機構の類似性を考慮すると、これらの結果はすべてのアレスチンアイソフォームに意味を持つものと期待されます。

Termination of the G-protein-coupled receptor signaling involves phosphorylation of its C-terminus and subsequent binding of the regulatory protein arrestin. In the visual system, arrestin-1 preferentially binds to photoactivated and phosphorylated rhodopsin and inactivates phototransduction. Here, we have investigated binding of a synthetic phosphopeptide of bovine rhodopsin (residues 323-348) to the active variants of visual arrestin-1: splice variant p44, and the mutant R175E. Unlike the wild type arrestin-1, both these arrestins are monomeric in solution. Solution structure analysis using small angle X-ray scattering supported by size exclusion chromatography results reveal dimerization in both the arrestins in the presence of phosphopeptide. Our results are the first report, to our knowledge, on receptor-induced oligomerization in arrestin, suggesting possible roles for the cellular function of arrestin oligomers. Given high structural homology and the similarities in their activation mechanism, these results are expected to have implications for all arrestin isoforms.