本文關(guān)鍵詞：人源LGR4受體識(shí)別RSPO1配體的結(jié)構(gòu)機(jī)制研究　出處：《浙江大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：Wnt信號(hào)通路在胚胎發(fā)育以及成體組織更新等許多生理過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。當(dāng)Wnt信號(hào)通路在生殖細(xì)胞階段發(fā)生突變時(shí)會(huì)導(dǎo)致遺傳病的發(fā)生,而在體細(xì)胞中發(fā)生突變時(shí)則會(huì)導(dǎo)致腸癌以及其他相關(guān)疾病。R-spondin蛋白(簡(jiǎn)稱RSPOs)是一組能夠和Wnt蛋白一起協(xié)同刺激Wnt/β-catenin信號(hào)通路從而在發(fā)育以及組織更新等生理過(guò)程中發(fā)揮重要作用的糖蛋白。最近,孤兒受體LGR4以及它的同源蛋白被證實(shí)能夠作為R-spondin蛋白的受體從而介導(dǎo)R-spondin對(duì)Wnt信號(hào)通路的激活。LGR4-6屬于B型LGR受體,其特征除了經(jīng)典的七次跨膜區(qū)域外,還包括細(xì)胞外和R-spondin蛋白結(jié)合的包含leucine-rich repeat(LRR)重復(fù)序列的結(jié)構(gòu)域。盡管R-spondin和LGR蛋白具有非常重要生理功能,但是LGRs識(shí)別R-spondins的分子機(jī)理卻依然沒(méi)有得到很好的解釋。在我們的這項(xiàng)研究中,我們采用了 leucine-rich repeat雜交技術(shù)獲得了活性良好、性質(zhì)均一的LGR415以及LGR49重組蛋白,并且成功地解析了單個(gè)LGR415以及LGR49/RSPO1復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)表明LGR4胞外結(jié)構(gòu)域呈扭曲的馬蹄狀結(jié)構(gòu),而RSPO1的CRD結(jié)構(gòu)域以一種平坦的β樣構(gòu)象結(jié)合在LGR4的內(nèi)表面,它們之間存在許多的親水以及疏水作用。我們還注意到LGR4上和RSPO1作用的氨基酸在LGR4/5/6上都是保守的,推測(cè)LGR4/5/6應(yīng)該以相同的界面結(jié)合R-spondin蛋白。綜合先前其它小組解析的LGR5結(jié)構(gòu)我們推測(cè)LGR4/5/6都是僅采用單獨(dú)的內(nèi)表面來(lái)結(jié)合R-spondins,表明B型LGR受體結(jié)合配體的模式是單位點(diǎn)結(jié)合,這和A型LGR受體(LGR1/2/3)的兩步識(shí)別步驟以及C型LGR受體(LGR7/8)的多界面結(jié)合模式是有顯著區(qū)別的�？傊�,我們的工作以及先前別人解析的結(jié)構(gòu)很好地解釋了 LGR受體超家族識(shí)別配體多樣性的機(jī)制。
[Abstract]:Wnt signaling pathway plays an important role in many physiological processes, such as embryonic development and adult tissue renewal. When the Wnt signaling pathway is mutated in germ cells, it will lead to genetic diseases. Mutations in somatic cells can lead to bowel cancer and other related diseases. R-spondin protein (RSPOsS). It is a group of glycoproteins that can co-stimulate WNT / 尾 -catenin signaling pathway with Wnt protein to play an important role in physiological processes such as development and tissue renewal. Orphan receptor LGR4 and its homologous protein have been proved to be able to act as R-spondin receptor to mediate R-spondin activation of Wnt signaling pathway. LGR4-6 belongs to. Type B LGR receptor. In addition to the classical seven-times transmembrane region. Also included are extracellular and R-spondin protein-binding containing leucine-rich repeaters (LRRRs). Repeat sequence domain. Although R-spondin and LGR proteins have very important physiological functions. But the molecular mechanism of LGRs recognition of R-spondins is still not well explained. LGR415 and LGR49 recombinant proteins with good activity and homogeneity were obtained by leucine-rich repeat hybridization. The crystal structures of single LGR415 and LGR49/RSPO1 complexes were successfully elucidated. The results showed that the extracellular domain of LGR4 was a twisted horseshoe structure. The CRD domain of RSPO1 binds to the inner surface of LGR4 in a flat 尾-like conformation. There are many hydrophilic and hydrophobic interactions between them. We also note that amino acids on LGR4 and RSPO1 are conserved on LGR4/5/6. We conjectured that LGR4/5/6 should bind R-spondin protein with the same interface. We conjectured that the LGR4/5/6 only uses a single inner structure, taking into account the LGR5 structures that were previously explained by other groups. Surface bound to R-spondins. The pattern of B type LGR receptor binding ligand is unit point binding. This is significantly different from the two-step recognition process of type A LGR receptor LGR1 / 2 / 3 and the multi-interface binding pattern of type C LGR receptor LGR7 / 8. Our work and previous structures well explain the mechanism of LGR receptor superfamily recognition of ligand diversity.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q51

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本文編號(hào)：1397271