WNT刺激はFrizzled-Dishevelled相互作用の動的コンフォメーション変化を誘発する

SCIENCE SIGNALING
4 Apr 2023 Vol 16, Issue 779
[DOI: 10.1126/scisignal.abo4974]

Carl-Fredrik Bowin, Pawel Kozielewicz^†, Lukas Grätz^†, Maria Kowalski-Jahn, Hannes Schihada, Gunnar Schulte^{‡, *}

Department of Physiology and Pharmacology, Section of Receptor Biology and Signaling, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden.

* Corresponding author. Email: gunnar.schulte@ki.se

† These authors contributed equally to this work.

‡ Present address: Biomedicum, Solnavagen 9, S-171 65 Stockholm, Sweden.

WNTはFZD-DVL複合体を曲げる

FZDファミリーのGタンパク質共役受容体（GPCR）へのWNTの結合は、受容体複合体での細胞内タンパク質DVLのオリゴマー化を促進する。GPCRに対するGタンパク質の活性化は、受容体のリガンド誘導性コンフォメーション変化に依存するが、FZDとDVLはWNTの非存在下で相互作用できるため、FZDのWNT誘導性コンフォメーション変化はDVLを介したシグナル伝達に実質的に寄与するとは考えられていなかった。生物発光共鳴エネルギー転移（BRET）アッセイを用いて、Bowinらは、WNTの非存在下でFZD₅がDVL2またはDVL2の単離されたDEPドメインに結合することを確認し、WNT刺激がFZD₅-DVL2およびFZD₅-DEP複合体のコンフォメーション変化を促進することを示した。これらの知見は、FZDのリガンド誘導性コンフォメーション変化が、下流のシグナル伝達がDVLまたはGタンパク質を介して進行するかどうかに影響を与える可能性があることを示唆している。—AMV

要約

Frizzled（FZD）は、WNTファミリーのリガンドに結合するGタンパク質共役受容体（GPCR）である。FZDは、いくつかの下流シグナル伝達経路のハブとして機能するDishevelled（DVL）を含む複数のエフェクタータンパク質を介してシグナルを伝達する。FZDへのWNTの結合がどのように細胞内シグナル伝達を刺激し、下流経路の選択性に影響するかを理解するため、WNT-3AおよびWNT-5Aによって誘発されるFZD₅-DVL2相互作用の動的変化を調べた。FZD₅とDVL2またはDVL2の分離されたFZD結合DEPドメイン間の生物発光共鳴エネルギー転移（BRET）のリガンド誘導性変化は、FZD₅-DVL2複合体におけるDVL2動員とコンフォメーション動態の両方からなる複合応答を明らかにした。異なるBRETパラダイムの組み合わせにより、FZD₅-DVL2複合体のリガンド依存性コンフォメーション動態を同定し、それらをリガンド誘導性のDVL2またはDEPのFZD₅への動員と区別することができた。受容体-トランスデューサー界面で観察されたアゴニスト誘導性のコンフォメーション変化は、細胞外アゴニストと細胞内トランスデューサーが、古典的なGPCRを連想させる三元複合体でFZDとの膜貫通アロステリック相互作用を介して協調することを示唆している。