Vai al contenuto| Home page|

   Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricerca
INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
-AbdAlla S., Lother H., el Massiery A. and Quitterer U. (2001) Increased AT1 receptor heterodimers in preclampsia mediate enhanced angiotensin 1 responsiveness. Nature Med. 7, 1003-1009.
-Agnati L.F., Ferre S., Lluis C., Franco R. and Fuxe K. (2003) Molecular mechanisms and therapeutical implications of intramembrane receptor/receptor interactions among heptahelical receptors with examples from the striatopallidal GABA neurons. Pharmacol. Rev. 55, 509-550.
-Alberti L., Proverbio M.C., Costagliola S., Romoli R., Boldrighini B., Vigone M.C., Weber G., Chiumello G., Beck-Peccoz P. and Persani L. (2002) Germline mutations of TSH receptor gene as cause of nonautoimmune subclinical hypothyroidism. J Clin Endocrinol Metab. 87, 2549-2555.
-Allouche S., Polastron J., Hasbi A., Homburger V. and Jauzac P. (1999) Differential G-protein activation by alkaloid and peptide opioid agonists in the human neuroblastoma cell line SK-N-BE. Biochem J. 342, 71-78.
-Benkirane M., Jin D.Y., Chun R.F., Koup R.A. and Jeang K.T. (1997) Mechanism of transdominant inhibition of CCR5-mediated HIV-1 infection by CCR5Δ32. J. Biol. Chem. 272, 30603-30606.
-Bünemann M.,Frank M. and Lohse M.J. (2003) Gi protein activation in intact cells involves subunit rearrangement rather t dissociation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100: 16077-16082.
-Chan D., Gera L., Stewart J., Helfrich B., Verella-Garcia M., Johnson G., Baron A., Yang J., Puck T. and Bunn P., Jr. (2002) Bradykinin antagonist dimer, CU201, inhibits the growth of human lung cancer cell lines by a "biased agonist" mechanism. Proc Natl Acad Sci U S A 99, 4608-13.
-Claing A., Laporte S.A. Caron M.G. and Lefkowitz R.J. (2002) Endocytosis of G protein-coupled receptors: roles of G protein-coupled receptor kinases and beta-arrestin proteins. Prog Neurobiol. 66, 61-79.
-George S.R., Fan T., Xie Z., Tse R., Tam V., Varghese G. and O’Down B.F. (2000) Oligomerization of mu and delta opioid receptors. Generation of a novel functional properties. J. Biol. Chem. 275, 26128-26135.
-Guzzi F., Zanchetta D., Cassoni P., Guzzi V., Francolini M., Parenti M. and Chini B. (2002) Localization of the human oxytocin receptor in caveolin-1 enriched domains turns the receptor-mediated inhibition of cell growth into a proliferative response. Oncogene 21, 1658-1667.
-Hamm H.E. (1998) The many faces of G protein signalling. J Biol Chem 273: 669-672.
-Harder T. and Simons K. (1997) Caveolae, DIGs, and the dynamics of sphingolipid-cholesterol microdomains. Curr Opin Cell Biol. 9, 534-542.
-Han S.E., Park K.H., Lee G.,Huh Y.J. and Min B.M. (2004) Mutation and aberrant expression of Caveolin-1 in human oral squamous cell carcinomas and oral cancer cell lines. Int J Oncol. 24, 435-440.
-Jarpe M.B., Knall C., Mitchell F.M., Buhl A.M., Duzic E. and Johnson G.L. (1998) [D-Arg1,D-Phe5,D-Trp7,9,Leu11]Substance P acts as a biased agonist toward neuropeptide and chemokine receptors. J Biol Chem 273, 3097-104.
-Jordan B.A. and Devi L.A. (1999) G protein-coupled receptor heterodimerization modulates receptor function. Nature 399, 697-700.
-Karpa K.D., Lin R., Kabbani N. and Levenson R. (2000) The dopamine D3 receptor interacts with itself and the truncated D3 splice variant D3nf: D3-D3nf interaction causes mislocalization of D3 receptors. Mol. Pharmacol. 58, 677-683.
-Klein S., Reuveni H. and Levitzki A. (2000) Signal transduction by a nondissociable heterotrimeric yeast G protein. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 3219-3223.
-Leanos-Miranda A., Ulloa-Aguirre A., Ji T.H., Janovck J.A. and Conn P.M. (2003) Dominant-negative action of disease-causing gonadotropin-releasing hormone receptor (GnRHR) mutants: a trait that potentially coevolved with decreased plasma membrane expression of GnRHR in humans. J Clin Endocrinol Metab. 88, 3360-3367.
-Lee S.P., O’Down B.F., Ng.G.Y., Varghese G., Akil H., Mansour A., Nguyen T. and George S.R. (2000) Inhibition of cell surface expression by mutant receptors demonstrates that D2 dopamine receptors exist as oligomers in the cell. Mol. Pharmacol. 58, 120-128.
-Li S., Okamoto T., Chun M., Sargiacomo M., Casanova J.E., Hansen H.A., Nishimoto I. and Lisanti M.P. (1995) Evidence for a regulated interaction between heterotrimeric G proteins and caveolin. J Biol Chem. 270, 15693-15701.
-Luttrell L.M. and Lefkowitz R.J. (2002) The role of beta-arrestins in the termination and transduction of G-protein-coupled receptor signals. J Cell Sci. 115, 455-465.
-MacKinnon A.C., Waters C., Jodrell D., Haslett C. and Sethi T. (2001) Bombesin and substance P analogues differentially regulate G-protein coupling to the bombesin receptor. Direct evidence for biased agonism. J Biol Chem 276, 28083-91.
-Madabushi S., Gross A.K., Philippi A., Meng E.C., Wensel T.G. and Lichtarge O. (2004) Evolutionary Trace of G Protein-coupled Receptors Reveals Clusters of Residues That Determine Global and Class-specific Functions. J Biol Chem 279, 8126-32
-Mellado M., Rodriguez-Frade J.M., Vila-Coro A.J., Fernandez S., Martin de Ana A., Jones D.R., Toran J.L. and Martinez A.C. (2001) Chemokine receptor homo- or heterodimerization activates distinct signalling pathways. EMBO J. 20, 2497-2507.
-Neubig R.R. (1994) Membrane organization in G-protein mechanisms. FASEB J. 8, 939-946.
-Okamoto T., Schlegel A., Scherer P.E. and Lisanti M.P. (1998) Caveolins, a family of scaffolding proteins for organizing "preassembled signalling complexes" at the plasma membrane. J Biol Chem. 273, 5419-5422.
-Palczewski K., Kumasaka T., Hori T., Behnke C.A., Motoshima H., Fox B.A., Le Trong I., Teller D.C., Okada T., Stenkamp R.E., Yamamoto M. and Miyano M. (2000) Crystal structure of rhodopsin: a G protein-coupled receptor. Science 289, 739-745.
-Rimoldi V., Riversi A., Taverna E., Rosa P., Francolini M., Cassoni P., ParentiM. and Chini B. (2003) Oxytocin receptor elicits different EGFR/MAPK activation patterns depending on its localization in caveolin-1 enriched domains. Oncogene. 22, 6054-6060.
-Ruiz-Velasco V. and Ikeda S.R. (2000) Multiple G-protein bg combinations produce voltage-dependent inhibition of N-type calcium nels in rat superior cervical ganglion neurons. J Neurosci 20: 2183-2191.
-Sadee W., Hoeg E., Lucas J. and Wang D. (2001) Genetic Variations in Human G Protein-Coupled Receptors: Implications for Drug Therapy. AAPS PharmSci 3 (3) article 22 (http://www.pharmsci.org).
-Scarselli M, Novi F, Schallmach E, Lin R, Baragli A, Colzi A, Griffon N, Corsini GU, Sokoloff P, Levenson R, Vogel Z, and Maggio R (2001) D2/D3 dopamine receptor heterodimers exhibit unique functional properties. J. Biol. Chem. 276, 30308-30314.
-Shaul P.W. and Anderson R.G. (1998) Role of plasmalemmal caveolae in signal transduction.
Am J Physiol. 275, 843-851.
-Simons K. and Toomre D. (2000) Lipid rafts and signal transduction. Nat Rev Mol Cell Biol. 1, 31-39. Erratum in: Nat Rev Mol Cell Biol (2001) 2, 216.
-Toselli M., Taglietti V., Parente V., Flati S., Pavan A., Guzzi F. and Parenti M. (2001) Attenuation of G protein-mediated inhibition of N-type calcium currents by expression of caveolins in mammalian NG108-15 cells. J Physiol. 536, 361-373.
-Wellner-Kienitz M.C., Bender K. and Pott L. (2001) Overexpression of beta1 and beta2 adrenergic receptors in rat atrial myocytes. Differential coupling to G protein-gated inward rectifier K+ channels via Gs and Gi/o. J. Biol. Chem. 276, 37347–37354.
-Wellner-Kienitz M.C., Bender K., Brandts B., Meyer T. and Pott L. (1999) Antisense oligonucleotides against receptor kinase GRK2 disrupt target selectivity of beta-adrenergic receptors in atrial myocytes. FEBS Lett. 451, 279–283.
-Wong S-F. (2003) G Protein Selectivity Is Regulated by Multiple Intracellular Regions of GPCRs. Neurosignals 12, 1-12.
-Zhu X. and Wess J. (1998) Truncated V2 vasopressin receptors as negative regulators of wild type V2 receptors function. Biochemistry 37, 15773-15784.
Parole Chiave
OLIGOMERIZZAZIONE; PROTEINE-G; BETA-ARRESTINE; RECETTORI ACCOPPIATI ALLE PROTEINE G; COMPARTIMENTALIZZAZIONE RECETTORIALE; CANALI GIRK E AL CALCIO; RAFT LIPIDICI; MICRODOMINI DI MEMBRANA; MODELLI COMPUTAZIONALI DI GPCR

Recettori legati alle proteine G: nuovi concetti sui meccanismi di trasduzione del segnale

Università di Pisa
Abstract
I recettori accoppiati alle proteine G (GPCR) costituiscono una superfamiglia di recettori di membrana che rivestono un ruolo cardine nella trasduzione del messaggio. I GPCR sono componenti fondamentali di numerosi processi biologici, tra cui le attività sensoriali (odorato, gusto, vista) e la regolazione di appetito, digestione, pressione arteriosa, riproduzione, metabolismo e infiammazione. A causa di questa versatilità biologica, alterazioni dei GPCR sono alla base di condizioni patologiche come l'asma, malattie neurodegenerative, la retinite pigmentosa, il diabete, il nanismo e diverse malattie tiroidee e gonadiche.
Non è dunque sorprendente che i GPCR siano considerati candidati ideali per progetti di intervento farmacologico. I GPCR sono infatti il bersaglio di circa il 60% dei farmaci attualmente in commercio e sono un campo di estremo interesse per l'industria farmaceutica. Tuttavia, il disegno di nuovi trattamenti richiede un approfondimento delle conoscenze e dei meccanismi coinvolti nella funzione dei GPCR.
Il modello classico di attivazione dei GPCR e della conseguente trasmissione del segnale, prevede una serie di eventi scatenata dal legame del farmaco al dominio extracellulare che determina una modificazione della conformazione del GPCR seguita dalla attivazione della proteina G e dell'effettore (enzimatico o canale). A causa del notevole interesse scientifico e commerciale intorno ai GPCR, negli ultimi anni è stata pubblicata una mole notevole >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Roberto MAGGIO Università di PISA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Principale obiettivo del progetto
Il principale obiettivo del presente progetto di ricerca è studiare in dettaglio alcuni aspetti dei meccanismi di segnale mediati da recettori a sette domini transmembrana, accoppiati a proteine G (GPCR). Tali recettori sono proteine integrali di membrana, e comprendono la più ampia superfamiglia di proteine del regno animale; è stata proposta la presenza, nel genoma umano, di circa 1000 geni diversi che codificano per GPCR. A questa famiglia di recettori si legano agonisti endogeni chimicamente molto diversi come amine biogene, peptidi, glicoproteine, lipidi, nucleotidi e ioni ed agonisti esogeni quali fotoni, molecole di segnale olfattorie e gustative. L'esatta conoscenza dei meccanismi di trasduzione del segnale mediato da GPCR potrebbe permettere di individuare meccanismi patogenetici ancora sconosciuti e conseguentemente identificare farmaci nuovi e più selettivi.

Razionale
L'ipotesi classica dell'attivazione di recettori accoppiati a proteine G stabilisce che, dopo il legame di un agonista al recettore, si forma un complesso agonista/recettore capace di attivare la proteina G accoppiata, e di conseguenza l'effettore, con un rapporto stechiometrico di 1:1. Tuttavia, nell'ultimo decennio, diversi dati hanno modificato tale ipotesi ed attualmente il modello classico appare troppo semplice per poter spiegare la molteplicità di segnali mediati da questi recettori. Come dettagliatamente discusso nella sezione >>>

Risultati parziali attesi
Unità 1
1) Definizione dell'aggregazione recettoriale, del pattern di distribuzione e della relazione spaziale tra i recettori adenosinici e dopaminergici in condizione basale e dopo stimolazione con agonisti;
2) Definizione della colocalizzazione dei recettori adenosinico A2A e dopaminergico D2 con le caveoline;

Unità 2
1) Caratterizzazione del binding della immagine-arrestina con il recettore muscarinico M3;
2) Caratterizzazione del binding della immagine-arrestina con i recettori chimerici immagine2/M3 e M3/immagine2;

Unità 3
1) Definizione del segnale intracellulare di PAR-2 in relazione a quello di PAR-1 in cellule endoteliali;
2) Definizione del pattern di espressione genico in cellule endoteliali dopo stimolazione di PAR-1 e PAR-2;

Unità 4
1) Generazione di mutanti del recettore al trombossano TPb e valutazione della loro attività in cellule HEK 293;
2) Simulazione molecolare dell'interfaccia di contatto tra TRP e proteina G;
3) Determinazione della eterodimerizzazione di TPa eTPb;

Unità 5
1) Ricerca di mutazioni attivanti e inattivanti dei recettori per gli ormoni glicoproteici in pazienti con malattie endocrine;
2) Simulazione molecolare del recettore al TSH;

Unità 6
1) Caratterizzazione della modulazione di GIRK e canali al Ca++ di tipo N da parte dei DOR;
2) Caratterizzazione della >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Recettori accoppiati alle proteine G, concetti generali.
I recettori transmembrana riconoscono messaggeri molecolari intercellulari (come ormoni, neurotrasmettitori, fattori di crescita e di sviluppo), e diversi messaggi sensoriali (come luce, molecole odoranti e gustative). Tra i vari tipi di recettori di membrana, i recettori accoppiati alle proteine G (GPCR) hanno avuto così successo durante l'evoluzione da essere invariabilmente utilizzati nella traduzione di una varietà di segnali chimici e fisici. Il confronto delle sequenze tra i diversi GPCR rivelarono l'esistenza di almeno sei diverse famiglie recettoriali (vedere il "database" dei GPCR disponibile "online": http://www.gpcr.org). Tutti questi recettori hanno in comune una regione che costituisce il nucleo centrale formata da sette eliche transmembrana (da TM1 a TM7) connesse da segmenti, meglio detti "loops" intracellulari ed extracellulari, e due estremità terminali: una ammino-terminale extracellulare ed una carbossi-terminale intracellulare. Le proteine G rappresentano certamente, all'interno della cascata di traduzione dei segnali i primi "partners" dei GPCR, tuttavia altre proteine regolatorie di contorno (arrestine, proteine che contengono regioni PDZ, caveoline, proteine RGS) possono interagire direttamente od indirettamente con i GPCR e le proteine G ad essi accoppiate, influenzando così il segnale. La varietà di contatti che i GPCR e le proteine G ad essi accoppiati possono stabilire con altri >>>