The role of SGIP1 protein in the control of cannabinoid receptor

Abstract

Dvě oblasti na C-konci kanabinoidního receptoru 1 (CB1R), 425 SMGDS429 a 460 TMSVSTDTS468 , obsahují shluky serinových a treoninových zbytků, které mohou být fosforylovány a společně hrají zásadní roli při desenzitizaci a internalizaci aktivovaného CB1R. Pomocí metod bioluminiscenčního rezonančního přenosu energie spolu s farmakologickými inhibitory jsme v této práci zkoumali úlohu fosforylace těchto serinových/treoninových klastrů při zprostředkování protein-proteinových interakcí CB1R s molekulami důležitými pro desenzitizaci a internalizaci tohoto receptoru. Ukázali jsme, že interakce CB1R s G proteinem spřaženou receptorovou kinázou 3 (GRK3) a β-arrestinem2 závisí na odlišných vzorcích fosforylace C-konce CB1R. Kromě toho musí být GRK3 pro interakci s CB1R v aktivní formě. Dále byl zkoumán vliv proteinu SGIP1 (Src homology 3- domain growth factor receptor-bound 2-like (endophilin) interacting protein 1) na dynamiku signalosomu CB1R a desenzitizaci CB1R. SGIP1 zásadně mění interakci CB1R s GRK3 a β- arrestinem2 a modifikuje vazbu GRK3 na βγ podjednotky G proteinů. V této práci charakterizujeme nově identifikované sestřihové varianty SGIP1 a ukazujeme, že změny způsobené alternativním sestřihováním v doménách SGIP1 nemají vliv na inhibiční účinek SGIP1 na internalizaci CB1R. Výsledky této studie...

Two regions within the cannabinoid receptor 1 (CB1R) C-tail, 425 SMGDS429 and 460 TMSVSTDTS468 , contain clusters of serine and threonine residues that can be phosphorylated and collectively play an essential role in the desensitization and internalization of activated CB1R. First, I studied the role of phosphorylation of the aforementioned serine/threonine clusters in protein-protein interaction between CB1R and molecules relevant to the receptor desensitization and internalization using the Bioluminescence Resonance Energy Transfer method in tandem with pharmacological inhibitors. I show that CB1R interaction with G protein-coupled receptor kinases 3 (GRK3) and β-arrestin2 depends on distinct C-tail phosphorylation patterns. Furthermore, the activation of GRK3 is required for its interaction with CB1R. Second, I studied the impact of Src homology 3-domain growth factor receptor-bound 2-like endophilin interacting protein 1 (SGIP1) on the dynamics of CB1R signalosome and CB1R desensitization. SGIP1 altered CB1R interactions with GRK3, β-arrestin2 and GRK3-Gβγ coupling. Further, I characterize newly identified splice variants of SGIP1 and demonstrate that alternative splicing-based alterations in SGIP1 domains do not affect the inhibitory effect of SGIP1 on CB1R internalization. This study's...