Rare variant in intracellular loop-2 of the ghrelin receptor reveals novel mechanisms of GPCR biased signaling and trafficking
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT G protein-coupled receptors (GPCRs) are the largest class of integral membrane proteins and the most common pharmaceutical drug target. Through allosteric coupling, GPCRs transduce extracellular stimuli into physiologically-relevant intracellular signaling cascades via G proteins and β-arrestin (βarr). The growth hormone secretagogue receptor (GHSR) is a rhodopsin-like, peptide hormone GPCR considered a promising target for both metabolic and neurological diseases. Here, by characterizing an ultra-rare coding variant in intracellular loop-2 (ICL2) of the GHSR, GHSR L149P (L149P), we establish a unique role of ICL2 in GPCR biased signaling, lipid modulation, and intracellular trafficking. Using an array of bioluminescence resonance energy transfer (BRET)-based assays, we show that the natural L149P mutant exhibits (i) a constitutive plasma membrane [PM] expression bias, (ii) preferential partitioning away from cholesterol-enriched PM microdomains, (iii) enhanced agonist-directed endocytosis, and (iv) dramatic signaling bias towards βarr1/2 over Gα q , Gα i/o , and Gα 12/13 . Using a combination of pharmacological and genetic tools, we demonstrate that βarr1/2 recruitment to L149P requires G protein-coupled receptor kinase-2/3 (GRK2/3)-mediated phosphorylation, but it does not utilize protein kinase C (PKC), Gβγ-dependent GRK2/3 translocation, or Gα i/o , supporting a G protein-independent mechanism. Lastly, we found that βarr1/2 recruitment to L149P requires both GRK2/3 and GRK5/6, while the wild-type GHSR relies exclusively on GRK2/3, consistent with increased GRK6 pre-coupling to the L149P mutant. Collectively, our findings using a rare, natural variant reveal novel mechanisms of GPCR regulation that could be leveraged to improve personalized medicine and facilitate the rational design/discovery of GPCR ICL2 -directed drugs. SIGNIFICANCE STATEMENT G protein-coupled receptors (GPCRs) are the largest class of membrane proteins and the most prevalent drug target class in medicine. However, the structural and mechanistic determinants of GPCR signaling and membrane compartmentalization remains incompletely understood. Here, we characterize an ultra-rare natural variant of the growth hormone secretagogue receptor (GHSR), L149P, that uncovers an unanticipated role for intracellular loop 2 (ICL2) in receptor biased signaling, intracellular trafficking, and membrane lipid modulation. The variant exhibits a strong bias for β-arrestin signaling independent of canonical G protein pathways, mediated instead by unique GPCR kinase interactions and a distinct subcellular distribution. These findings reveal previously unrecognized regulatory layers in GPCR structure/function and identify ICL2 as a promising target for designing precision pharmacotherapeutics.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».