Растворная структура и мутационный анализ связывания полипептида, активирующего аденилатциклазу гипофиза, с внеклеточным доменом PAC1-R(S)

Рецептор полипептида, активирующего аденилатциклазу гипофиза (PACAP), представляет собой сопряжённый с G-белком рецептор класса II, участвующий во множестве клеточных функций, включая нейропередачу, выживание нейронов и синаптическую пластичность. Растворная структура сильного антагониста PACAP (остатки 6′–38′) в комплексе с N-концевым внеклеточным (EC) доменом человеческого сплайс-варианта hPAC1-R-short (hPAC1-R(S)) была определена методом ЯМР. При связывании с hPAC1-R(S) пептид PACAP принимает спиральную конформацию с изгибом в области остатка A18′ и образует многочисленные гидрофобные и электростатические взаимодействия с открытым β-слоем и соединяющими его петлями N-концевого EC-домена. Данные мутагенеза как пептида, так и рецептора выявляют критически важные взаимодействия между C-концом пептида и C-концом EC-домена, определяющие высокое сродство и специфичность связывания гормона с hPAC1-R(S). Эти результаты дают структурное объяснение селективности hPAC1-R(S) к PACAP по сравнению с вазоактивным кишечным пептидом, а также позволяют различить остатки PACAP, участвующие в связывании с N-концевым внеклеточным доменом, и остатки, взаимодействующие с другими участками полноразмерного рецептора hPAC1-R(S). Структурные, мутационные и связывающие данные согласуются с моделью связывания пептида, согласно которой C-конец пептидного гормона взаимодействует почти исключительно с N-концевым EC-доменом, тогда как центральная область контактирует как с N-концевым, так и с другими внеклеточными участками рецептора, в конечном счёте ориентируя N-конец пептида для контакта с трансмембранной областью и активации рецептора.