文摘
的glucagon-like peptide-1 (GLP-1)受体是最好的验证治疗靶点治疗2型糖尿病(T2DM)病人体内。在过去的几年里,基本的积累、转化和临床研究帮助定义的生理角色glp - 1在调节葡萄糖及其受体体内平衡和能量代谢。这些努力提供了很多的医药发展基金会GLP-1受体肽受体激动剂,exenatide liraglutide,患有2型糖尿病的新药物。现在,关注重点是更好地理解所涉及的分子机制GLP-1受体的配体诱导信号。例如,进步在生物物理与结构生物学技术被应用在试图更精确地确定配体绑定和受体入住率在原子层面特征。这些努力最好通知GLP-1受体的三维建模,将有助于激发更合理的方法来识别和优化小分子受体激动剂或变构调节剂瞄准GLP-1受体。本文综述GLP-1受体生理学重点是glp - 1在为了突出新分子诱导信号机制策略,帮助确定所需的药理学特点指导发展的未来nonpeptide GLP-1受体活化剂。
1。介绍
glucoregulatory肠道的作用是证明了研究显示胰岛素分泌深刻更健壮后葡萄糖摄入比insulinotropic响应通过注射用静脉注射葡萄糖注入(1- - - - - -5]。这一生理现象,创造了“肠促胰岛素效应”,主要是由肠两个因素被称为肠促胰岛素:glucagon-like peptide-1(7-37) /(7-36)酰胺(GLP-1)和葡萄糖依赖insulinotropic多肽(1-42)(GIP) [6- - - - - -13]。除了葡萄糖外,其他营养素混合粉的存在,如脂类和氨基酸,在肠道内腔刺激相似的肠促胰岛素反应(14,15]。当穿过小肠,营养与感官受体直接交互和积分膜通道和转运蛋白本地化microvillus-rich顶开式内分泌细胞的膜表面。这些细胞是嵌入在肠道的粘膜衬里遍及各个地区,对营养刺激肠促胰岛素释放。L-cells,遍布在回肠肠但主要发现的远端小肠和结肠16,17],GLP-1由转译后的卵裂160 -氨基酸proglucaon前体蛋白(18,19),这一过程需要激素原convertase-1/3 [20.- - - - - -22]。吉普赛人的单肽来源于蛋白水解处理153 -氨基酸前体蛋白(23]表达内分泌K-cells位于主要在十二指肠和空肠近端小肠上部的24]。
1.1。生理作用GLP-1
在释放到循环,GLP-1和GIP促进葡萄糖处理通过直接作用于胰岛细胞增强餐后胰岛素分泌(6- - - - - -13]。这个过程是由两个类B1 (secretin-like家庭)七个跨膜生成,heterotrimeric g蛋白耦合受体(GPCRs)信号以响应绑定和入住率GLP-1 [25,26]和GIP [27),分别。这两个主要GPCRs一对Gα年代亚基,激活腺苷酸环化酶,增加细胞内循环3′5′AMP(营)。基因删除两个受体的小鼠会导致葡萄糖耐受不良和葡萄糖刺激胰岛素分泌缺陷28]。除了配体刺激营地一代,β-arrestin互动(29日,30.)和信号通路,调动细胞内钙是重要的效应器的肠促胰岛素的行动31日,32]。
在人类中,肠促胰岛素的效果往往是减少患者患有2型糖尿病(T2DM)病人体内33]。为了解决这一问题,初始策略开发基于肠促胰岛素的“替代”疗法主要集中在GLP-1受体类似物,因为有研究表明糖尿病患者对GIP治疗(34,35),而GLP-1注入产生一个强大的胰岛素分泌的反应,可以正常化高血糖(36- - - - - -39]。相比GIP, GLP-1也引发一些其他抗糖尿病的作用,包括抑制胰高糖素分泌的功能障碍(6,8和胃排空40- - - - - -42](这有助于改善餐后血糖控制)和降低食欲和食物摄入量(43- - - - - -47]。这些后者影响glp - 1在extrapancreatic受体表达介导的组织,尤其是那些胃肠道和中枢神经系统。
而注入方案展示非凡的抗糖尿病的药理,消除代谢和药代动力学特征的本地GLP-1存在重大障碍发展为一个有效的药品的代理。追求GLP-1重大挑战之一就是GLP-1迅速灭活的基础分子dipeptidyl肽酶4 (DPP4),等离子体膜结合酶与活跃的网站定位导向向细胞外空间。这种无所不在地表示“ectopeptidase”劈开氨基二肽,他的7阿拉巴马州8,灭活GLP-1 [48,49]。删除这些残留物可以显著降低GLP-1的肽受体的亲和力,因此废除的能力有效地激活受体信号(50]。DPP4高度对血管内皮细胞表面表达;因此,GLP-1立即容易失活后释放到循环(51]。乳沟,不活跃的GLP-1代谢物是消除肾脏52]。由于快速postsecretory蛋白质水解和肾脏消除,GLP-1的生物半衰期大约在1到2分钟(53,54]。这些特点限制本地GLP-1制药潜能的。
1.2。GLP-1受体肽受体激动剂
一些努力追求小说GLP-1类似物具有改善代谢特性。一个常见的方法是引入氨基取代修改减少DPP4敏感性[54- - - - - -56]。迄今为止,尝试仅仅专注于氨基酸替换本机GLP-1识别长作用分子可能阻碍了其他问题,如肾清除率和辅助其他肽链内切酶降解。然而,两种交替的方法证明是成功的在推进更稳定,抗退化GLP-1受体受体激动剂。exenatide和liraglutide营销通过几个政府监管机构用于治疗2型糖尿病。
Exenatide是39-amino酸肽glp - 1在细胞受体激动剂是完全有效的化验和竞争与受体结合本地GLP-1研究[26,57- - - - - -59]。的合成版exendin-4几个生物活性肽含有一个氨基端组氨酸在原油提取毒液准备perimandibular唾液腺毒蜥科蜥蜴(60,61年]。Exendin-4隔绝有毒的毒蜥的毒液,毒蜥属suspectum(60),一只蜥蜴产于美国西南部在希拉河地区新墨西哥州和亚利桑那州的62年]。除了模仿生理glucoregulatory操作本机GLP-1 exendin-4是一个可怜的DPP4衬底(63年)和清除从身体主要由肾脏肾小球滤过(64年,65年]。因此,exenatide GLP-1相比有一个长期的行动(66年- - - - - -68年),估计生物半衰期约4小时(64年,69年]。2005年4月,在品牌名称Byetta,exenatide成为第一个enteroendocrine治疗通过美国食品和药物管理局(FDA)治疗2型糖尿病。
批准第二GLP-1受体激动剂治疗2型糖尿病是liraglutide (NN2211)。对于这个分子,“脂肪酸衍生化”策略被用来延长在活的有机体内GLP-1的行动。这种方法高度脂肪酸基GLP-1为了方便GLP-1绑定血清白蛋白。Liraglutide acylated赖氨酸26附带一个共价棕榈酰(0)链70年]。这一修改使绑定到白蛋白,GLP-1然后sterically免受DPP4退化(70年]。liraglutide的血浆半衰期约为11至15个小时(71年,72年]。品牌名称下Victoza,liraglutide收到营销FDA在2010年1月批准用于治疗2型糖尿病。Byetta和Victoza都是常用的药物。
2。GLP-1受体信号转导和第二信使途径
最好的特点在活的有机体内GLP-1作用是一种急性insulinotropic glp - 1在胰腺受体介导的效果β肽,这种受体的信号传导耦合机制主要分析了使用体外胰岛细胞的准备工作,改变了胰腺癌β细胞,重组GLP-1受体表达系统,因此,glp - 1在extrapancreatic受体信号转导的关键评估组织只能由推理。使用的各种肽GLP-1受体受体激动剂来定义在体外受体的药物属性应该定义关键试验系统,使优化小分子GLP-1受体活化剂。
2.1。GLP-1受体激活
有glp - 1和接收glp - 1 exendin-4α螺旋肽与GLP-1受体交互通过绑定多个细胞外接触点诱导受体信号(73年- - - - - -75年]。类似于其他类的“两步”机制提出B1 GPCRs [76年)(图1),GLP-1受体利用氨基端细胞外域作为一个“亲和力陷阱”识别和结合肽配体(77年,78年]。n端结构域的GLP-1受体类B1 GPCRs形成一个是守恒的α- - - - - -β- - - - - -βα蛋白质折叠结构同源性的寿司/共产党/可控硅蛋白质折叠(79年,80年)(图2)。这个结构,称为一个“ectodomain”(ECD),是一个trilayer褶皱组成的一个氨基端α两个反平行的螺旋,中间部分β链,最后叶组成的两个额外的反平行的β床单和短α螺旋区域(βα)(图2)。儿童早期开发的总体结构由三对二硫键之间形成稳定的6个保守的半胱氨酸残基,锁一起儿童早期开发的三层(81年)(图2)。x射线晶体结构exendin-4和GLP-1绑定到儿童早期开发确认显示c端“亲和力陷阱”假说α螺旋区域GLP-1或exendin-4被定位在一个绑定裂的氨基端儿童早期开发74年,75年)(图3)。glp - 1在自然和exendin-4两亲的,和这个定义与儿童早期开发的结构守恒的相互作用机理。GLP-1疏水的脸和exendin-4使大多数与儿童早期开发的交互和可能的主要贡献者是儿童早期开发/配体的亲和力,只有一个小的贡献结合能提供的亲水区域GLP-1受体激动剂肽(74年,75年)(图3)。
类的第二步B1 GPCR激活模型预测ECD码头结合肽的氨基残基的配体直接接触,促进与中央激活受体的口袋,一个地区组成的三个互相连接的细胞外循环通常被称为螺旋包或“J”(近膜)域。GLP-1(或exendin-4)绑定到这个核心地区诱发构象membrane-spanning的重排α螺旋线,诱发细胞内受体循环的转向刺激细胞内信号转导(图1)。
结构信息GLP-1受体肽配体可以主要从核磁共振研究。数据是一致的与其他类B1 GPCR配体(83年]在GLP-1(7-36)和exendin-4肽可能α与无序N-termini螺旋结构,尽管这些研究的人工环境进行必须用于限定任何解释的实验数据84年,85年]。结构的研究类B1 GPCR本研究非常丰富关于肽配体选择性的分子机制和生成新的假设类B1 GPCR激活机制。然而,现场等待明确的结构数据来解释肽受体激动剂激活他们的B1 GPCRs同源类。
2.2。g蛋白耦合
GLP-1受体主要夫妇Gα年代heterotrimeric蛋白。配体结合后,产生的构象改变激活内在鸟嘌呤核苷酸交换因子受体的活动促进释放绑定GDP的Gα年代。Gα年代然后迅速结合三磷酸鸟苷G的导致分裂α年代和Gβγ,从而激活下游效应途径。激活Gα年代变构刺激膜相关腺苷酸环化酶催化ATP转换阵营,它充当一个细胞内第二信使调停GLP-1信号。
海拔胰腺的营地β细胞是一个关键事件的过程中葡萄糖依赖的胰岛素分泌和可能的重要机制,GLP-1 exendin-4法案β加强胰岛素的分泌肽(25,26,86年]。然而,早期的报告强调的能力GLP-1受体夫妇发出不同的信号通路,包括磷脂酶C (PLC)和细胞内钙的动员2 +(87年,88年),符合已知的影响GLP-1刺激Ca2 +动员β肽(89年]。此外,多个报告显示GLP-1受体夫妇Ca2 +动员时不同的表达(90年,91年]。在这些系统中,通常假设Ca2 +动员是一个Gα问介导的过程。支持这一点,研究利用azidoanilide-GTP交联方法显示GLP-1受体引起的激活Gα问- - - Gα我家庭的g GLP-1受体表达CHO细胞(88年]。相反,最近的实验用膜三磷酸鸟苷γ年代绑定化验证明GLP-1受体激活不激活可衡量的Gα问或Gα我尽管存在大量PLC独立的Ca2 +动员GLP-1受体表达HEK细胞(91年]。在活的有机体内、胰腺癌β细胞特定的G双失活α问和Gα11不影响GLP-1增强作用葡萄糖刺激胰岛素分泌的92年通过已知的G),而insulinotropic行动αq / 11耦合GPCRs GPR40和M3毒蕈碱的受体,是伤口。尽管这项研究表明G优雅αq / 11不需要信号转导GLP-1受体介导的胰岛素分泌(使用perifused小岛),这是有问题的一剂100μM GLP-1(浓度大于5个数量级以上和峰值循环水平的活跃GLP-1)是用于研究[49,92年]。
同时为G的一个角色αq / 11信号转导β细胞受体GLP-1行动通常是排除在外,PLC和Ca2 +动员途径可操作性。实验使用鼠标β肽表明营地的海拔glp - 1在激活受体信号结果EPAC2刺激PLC (31日)和Ca2 +招聘渠道(93年促进钙诱导钙释放,一个积分健壮的胰岛素分泌过程。这些数据提供了一个潜在的机制,唯一的激活Gα年代途径诱发营地-和PLC / Ca2 +相关的反应β肽。的对比数据,很明显的表型GLP-1受体信号可能有所不同根据细胞受体的表达,这种现象现在GPCR领域内广泛认可,但不清楚(94年]。因此,明确在活的有机体内G蛋白耦合的GLP-1受体尚不清楚,尽管Gα年代诱导营地积累肯定是积分GLP-1生物反应的受体激活。它是感兴趣的,其他类B1 GPCRs证明生理相关耦合到多个g;甲状旁腺激素受体特征是最好的例子(95年]。使用转基因小鼠RNA干扰或小说等药理工具Gαq / 11抑制剂ym - 254890 (96年)可能有助于回答是否GLP-1受体功能以外的夫妇G Gα年代在内生背景下,尤其是在extrapancreatic细胞类型。
2.3。β-Arrestin耦合
尽管许多研究描述β与GPCRs -arrestin交互,只有有限数量的报告调查肠促胰岛素受体和arrestin蛋白质之间的相互作用。生物荧光共振能量转移的研究证明β-arrestin-1和2与glp - 1在一个受体激动剂受体依赖的方式(97年]。经典,GPCR GPCR激酶(GRKs)和招聘β-arrestins特点是诱导脱敏的g蛋白介导的信号转导(98年];β-arrestin绑定块g蛋白介导的信号并促进受体内化。然而,新兴的数据表明受体激活β-arrestins可以刺激独立于g蛋白信号通路激活(99年]。因此,β-arrestin信号从g蛋白耦合的生理后果不同的信号(99年]。因此,极大的兴趣了解的功能结果β-arrestin GLP-1受体的调节。
在INS-1E胰岛瘤β肽,siRNA击倒β-arrestin-1减少GLP-1诱导胰岛素分泌(30.]。这些实验表明β-arrestin-1 GLP-1受体活动,但机制负责减少GLP-1行动是没有明确的特点。另一种解释低GLP-1刺激胰岛素分泌可以减少紧张性抑制从anti-insulinotropic Gα我耦合GPCRs造成β-arrestin-1去除。此外,在这项研究中,葡萄糖引起的胰岛素分泌严重衰减β-arrestin-1击倒之间很难建立直接的因果关系β-arrestin-1击倒和GLP-1受体依赖的信号。
在研究使用MIN6胰岛瘤β肽,GLP-1受体刺激诱导两相的激活ERK(显示One hundred.]。这种效果是由一个初始cAMP-dependent瞬时激活ERK和长期的β-arrestin-1依赖激活ERK (One hundred.]。β-arrestin-1依赖ERK活性促进坏磷酸化,从而介导prosurvival GLP-1受体受体激动剂对高葡萄糖诱导细胞凋亡的影响。因为许多生化机制在MIN6细胞操作鼠标小岛,这个报告优雅地描绘了分离途径GLP-1受体诱导胰岛素分泌(Gα年代流派轴)和凋亡信号(β-arrestin-1→p90RSK→坏轴)。不过,值得注意的是,这项研究还包含实验说明;例如,作者无法引起glucotoxic初等胰岛细胞凋亡文化,因此无法验证glp - 1在胰岛系统抗凋亡信号的效果。
在活的有机体内分析的胰岛素分泌β-arrestin-1基因敲除小鼠表明葡萄糖刺激胰岛素分泌减少超过80% (30.,One hundred.]。因此,它是有问题的把任何生理改变glp - 1在。受体受体激动剂β-arrestin-1基因敲除小鼠是直接由于GLP-1受体,鉴于β-arrestins可能数百GPCRs关键信号调节蛋白。这是最近的观察,例证β-arrestin-2基因敲除小鼠胰岛素抵抗(101年]。说明这些研究的一个重点是,虽然许多啮齿动物的报道展示GLP-1或exendin-4胰腺癌的积极作用β细胞复制,β细胞质量和功能的临床前模型(102年,103年),更少的数据关于GLP-1受体激动剂的调制β在人类细胞凋亡或新生(在讨论104年])。然而,一份报告确实证明GLP-1介导的细胞凋亡和增强胰岛素响应衰减体外人类胰岛准备(105年]。同样,最近的证据表明,GLP-1受体激动引起β人类胰岛移植细胞复制(106年]。
3所示。结构评估GLP-1受体
理解的分子机制,肽配体诱导GLP-1受体信号应加强新的努力优化GLP-1受体的小分子催化剂。正在研究的各种方法,最终可能告知更多的小分子原理设计策略GLP-1受体受体激动剂。目前披露的全面审查低分子量glp - 1在这个问题上提出了受体活化剂实验性糖尿病研究;看到威拉德等人进行审查。重要的是,新策略利用潜在的小分子与受体结合的GLP-1推进由于GPCR的分子和结构生物学的进展。广泛的定点诱变研究已经进行GLP-1受体肽GLP-1配体结构活动的研究。它是超出了本文的范围覆盖这些研究,然而,我们认识到,这样的努力已经在努力理解有价值的起点GLP-1受体生物化学(107年,108年]。
3.1。分子内内源性肽受体激动剂
东和他的同事们提出了一个新颖的激活机制类B1 GPCRs [109年),肽配体与受体诱发的交互构象变化,使一个分子内“内生兴奋剂”GPCR的ECD内抗原决定基。“内生兴奋剂”主题提出了采取行动的跨膜域促进受体激活。这个假设在很大程度上是来源于诱变,肽交联,并使用分泌素受体分子建模研究[109年]。支持的概念、合成肽来源于ECD分泌素受体的证明效力低、高效分泌素受体受体激动剂。最小化药效基因的分泌素受体是一种tri-peptide Trp70年asp71年asn72年(109年]。翻译的这一发现GLP-1受体识别一个类似的肽,Asn63年参数64年用力推65年板式换热器66年asp67年(NRTFD),作为一个低效力但完全有效GLP-1受体激动剂(110年]。虽然这些短肽低亲和力受体选择性差,使他们不太可能起点铅优化和药物开发、分子识别潜在的复合行动GLP-1受体的结合位点。结构说明这些功能应该启发。GLP-1受体肽映射到“内生受体激动剂”β1链GLP-1受体ECD晶体结构(74年]。然而,这些结构性的分析数据表明Asn63年溶剂暴露,但大多数的肽不是;这些结果在这一点上很难清楚地理解“内生兴奋剂”的分子机制提出肽没有进一步信息GLP-1受体的结构和动力学。后续报告使用了一种优雅的交联方法加上放射色谱法(见部分3所示。3)确定网站的行动NRFTD肽作为细胞外循环3在靠近跨膜域6 (111年]。NRFTD肽的作用机制可能类似于“pepducins”的112年]。Pepducins短肽来源于GPCRs的胞内循环,变构调节受体信号(113年]。
3.2。GLP-1受体ECD的晶体结构
受体结合和功能研究显示有glp - 1(接收glp - 1= 0.3 nM)和exendin-4 (= 0.1海里)结合高亲和力和充满在GLP-1受体受体激动剂(26,57]。此外,竞争结合研究表明这些肽受体中使用相同的配体结合位点(114年]。然而,在实验中探索中的初始绑定事件,数据显示exendin-4结合的孤立的可溶性形式GLP-1受体ECD与更大的亲和力(13海里)相比GLP-1(800海里)(114年,115年]。这是推测,这种现象是因为exendin-4包含九个其他氨基酸的糖基,使进一步绑定接触儿童早期开发(77年,115年]。重要的是,儿童早期开发的晶体结构在复杂的绑定GLP-1或exendin -显示这些肽有着非常相似的绑定模式,也没有相互作用的最后七残留9个氨基酸与儿童早期开发exendin-4 [c端扩展的74年,75年)(图3)。另外,生物物理研究表明更高的exendin-4倾向形成螺旋构象在溶液中glp - 1在其增强亲和力(结果相比73年,114年]。然而,这一领域还需要进一步探索,因为儿童早期开发的其他报告使用membrane-tethered形式展示GLP-1 (IC50= 160 nM)和exendin-4 (IC50= 20海里)结合更紧密的亲和力的受体(116年]。最近的研究强调这种不协调在exendin-4 (= 0.9μM)和GLP-1 (= 1μM)等效ECD的亲和力,以表面等离子体共振(117年]。当使用纯化研究形式的儿童早期开发的信息,这些后者结果可能突出方法的相对人工自然使用的可溶形式儿童早期开发。因此,实验方法允许完整的结构特征,完整GLP-1受体是必要的。
3.3。GLP-1受体光亲和标记
在缺乏高分辨率的晶体结构完整GLP-1受体,光亲和标记已被用作另一种方法来识别潜在的重要中的交互。这种技术的一个固有的优点是整个细胞表达本机受体或膜制剂使用富含利益受体受体是折叠和在其结构上的合理定位118年- - - - - -120年]。这些研究通常使用的放射性标记版本天然配体设计包含一个photoreactive一部分等p-benzoyl-l-phenylalanine (Bpa)。紫外探测器的光解复杂的受体共价标签残留的受体与重要的结构性密切空间近似区域的配体。目标内的标记氨基酸受体可以识别使用手工埃德曼降解周期(孤立的受体片段测序,121年]。GLP-1受体,这种技术建立了空间之间的近似数中的残留,可能发生在“兴奋剂占领”受体构象。在研究旨在进一步评估初始绑定事件,c端残留,阿拉巴马州24和通用电气35glp - 1在近距离对接所示的Glu附近133年和Glu125年儿童早期开发,分别为(122年]。这些数据符合2.1分辨率晶体结构的ECD-GLP-1复杂显示GLP-1绑定通过连续c端发生α螺旋形成的序列生成刺13和瓦尔33残留在阿拉巴马州24和瓦尔33直接与儿童早期开发交互(74年]。总的来说,这些数据符合最初的绑定事件提出的“两步”模型。有点令人惊讶的是,从研究结果测试GLP-1探针与Bpa合并岗位12和16展示本地区的对接也接近残留物包含在儿童早期开发。这些数据预测法12和瓦尔16定位附近的酪氨酸145年和低浓缩铀141年儿童早期开发的分别,地点位于远端ECD立即上游的第一个跨膜区域的受体(123年,124年]。
重要的是,光亲和交联研究还建立了受体的细胞外循环之间潜在联系GLP-1残留。这项工作是帮助提供更好的洞察的方向GLP-1与受体的配体结合氨基端地区核心。研究旨在确定结构元素参与的“第二步”GLP-1绑定和受体激活,一个n端标记photo-labile GLP-1探测器生成。因为他改变氨基端7不耐受良好125年),探针附带Bpa氨基端给他7(在一个新的位置6)用于更好地理解大多数氨基残基之间的空间近似GLP-1和受体。这些数据显示,n端位置靠近酪氨酸205年在第一个细胞外循环的受体123年]。同样,使用mid-region 20探头位置,Trp297年在第二个细胞外循环内的受体位置靠近低浓缩铀20.GLP-1 [124年]。综上所述,儿童早期开发的x射线数据结构复杂的糖基GLP-1光亲和标记的累积结果研究提供实验得到的信息来生成一个更精确的配体的分子模型绑定口袋GLP-1受体(124年]。
3.4。新兴的生物技术
虽然进展仍在继续,集成策略搭配经典受体药理学与更新的生物物理和结构生物学技术还需要逐步完善GLP-1受体激活的模型。新技术旨在理解GLP-1受体配体依赖的构象变化应该助手小分子发现追求。一个新兴的方法就是应用程序的解决方案相肽酰胺/氢氘交换(HDX)加上质谱(MS)研究GPCRs。光亲和标记相比,HDX-MS不需要生成探测需要整合一个笨重的一部分,如疏水性Bpa,必须保留绑定和自然配体激活的属性。或者,HDX-MS是基于蛋白质的原则,解决方案,酰胺键氢原子是可交换的,汇率差异表明当地的可访问性,因此可以反映蛋白质的构象状态(126年,127年]。氘并入肽骨干增加蛋白质质量,蛋白酶乳沟,的位置和程度/氢氘交换可以映射通过MS分析。尽管技术上难以适用于膜蛋白,方法先进,更好的使净化程序隔离GPCRs使用洗涤剂,帮助维护原生结构、蛋白质溶解度和功能活动。从这些进步,HDX-MS已被用于研究配体诱导的构象变化β2肾上腺素能受体(128年,129年]。这些生化研究表明不同的受体构象引起的配体与不同的内在功效。进一步说,一个优雅的女士并行方法利用共价衍生半胱氨酸和赖氨酸残基的稳定同位素标记反应功能评估动态构象变化引起的β2肾上腺素能受体配体(130年]。这些研究强调的多样性受体构象引起的相同功能的配体的能力。在一起,这些工作提供进一步的实验证据存在的多个配体GPCRs的特定构象。
3.5。GPCR晶体学的最新进展
第一个GPCR晶体结构决定的视紫红质在2000年(131年]。虽然信息GPCR结构的一般原则,和效用作为密切相关的同源模型模板类GPCRs,这些信息并没有显著影响药物发现类B1 GPCRs活动。然而,最近GPCR生物化学和高分子结晶学的进步已经加快了速度结构测定这一重要目标类(132年]。自2007年以来,多个新类GPCR结构已经确定,包括肾上腺素、腺苷、趋化因子、多巴胺和组胺受体(132年]。在许多情况下,多个配体结构与同源GPCRs解决。此外,最近激活的蛋白绑定复杂测定GPCR代表一个里程碑式的成就GPCR晶体学的133年]。开发了几个新技术进步促进这些追求,包括小说洗涤剂(134年),创造性receptor-fusion蛋白(135年],骆驼科nanobodies [136年),和油脂的立方相结晶137年]。因此,我们预计,重大的努力现在可能转向确定类B1 GPCRs的晶体结构。
4所示。结论
显然GLP-1 / GLP-1受体轴是一个关键的生理调节葡萄糖的新陈代谢,和糖尿病患者抗退化GLP-1受体肽受体激动剂,exenatide liraglutide,经验改善葡萄糖体内平衡。因此,努力识别口服活性小分子GLP-1受体受体激动剂有理由被追求。而一些支架现在报道(见威拉德等人在这个问题实验性糖尿病研究),大规模筛选活动和其他发现方法在很大程度上未能识别质量化学起点已经成功地优化治疗药物。缺乏明显的成功可能是由于低分子量的内在困难,nonpeptide分子模拟肽配体结合的复杂本质GLP-1受体ECD和跨膜区域需要诱发内在结构的变化引起信号转导受体。
幸运的是,可用性GLP-1肽配体的受体可以非常详细的评估GLP-1受体信号通路,和新的生物物理技术正在帮助查询积分机制参与受体激活。进一步,提出在结构生物学方法GPCRs正在迅速发生,和应用这些技巧类的B1 GPCRs将开创性。同化的结构信息,完整GLP-1受体和改进分析系统来监控glp - 1在不同受体构象州可能会推进新生的努力识别关键GLP-1受体小分子配体。一旦新颖的化合物出现,它将使用测试计划重要优化分子结合GLP-1生理信号转导机制,特别是GLP-1受体刺激营地生产来提高葡萄糖依赖的胰岛素分泌。
作者的贡献
f·s·威拉德和k . w .单桅帆船同样对本文亦有贡献。
的利益冲突
两位作者是礼来公司和公司的员工,可能自己的公司股票或股票期权。