Phosphorylation independent activation of Beta Arrestin 2 and Beta Adrenoceptor Type 2 by means of small molecules


Thesis Type: Postgraduate

Institution Of The Thesis: Middle East Technical University, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Biochemistry, Turkey

Approval Date: 2021

Thesis Language: English

Student: ALİ AKYOL

Principal Consultant (For Co-Consultant Theses): Çağdaş Devrim Son

Abstract:

Adrenoseptörler, epinefrin gibi nörohormonların aktivitelerine aracılık eder. Farklı fizyolojik süreçlerde, bu haberciler önemli bir rol oynar; bu nedenle, adrenoseptörler yaygın olarak vücudumuzda bulunur. Agonistle uyarılmış Beta Adrenoseptör tip 2 esas olarak, uyarıcı G proteini (Gs) aracılığıyla adenilil silazı aktive ederek ikincil haberci (cAMP)'nin hücre içi seviyesinde bir artışa neden olur. sonrasında ise hücre içinde bazı sinyal yolakları aktive edilmiş olur.

Agonist stimülasyonundan hemen sonra, β-2AR'lar kinazlarla (GRK'ler, PKA A ve C) hızla fosforile olur ve bu olay β-2AR’ın Gs'den ayrılmasına neden olur. Agoniste yüksek düzeyde maruz kalma, β-2AR’ün Beta Arrestin adı verilen bir sitoplazmik adaptör proteinin aracılık ettiği aşağı regülasyona uğramasına sebep olur. Reseptör bağlı arrestin etkileşiminin süreci, reseptörün fosforilasyon seviyesi ile belirlenir. Bu etkileşim yoğunluğuna bağlı olarak, Reseptör hücre zarına geri dönebilir veya sitoplazmada parçalanabilir (down regulation). Reseptör fosforilasyon bölgesindeki amino asit mutasyonları fosforilasyonu engelleyebilir, bu durumda reseptörün Arrestin'e bağlanması engellenir ve sinyal sonlandırılamaz.

Bu çalışmada, fosforilasyondan yoksun (P.D.) olan β-2AR ve yabanıl tip β-Arrestin 2 arasındaki etkileşimi küçük moleküller yardımıyla tekrardan sağlamaya çalışıyoruz. Amacımız, β-Arrestin 2'nin P.D. β-2AR'a bağlanmayı teşvik edecek bir kimyasal bulmaktır. Bu iki protein arasındaki etkileşimi ve β- Arrestin 2 nin kolokalizyonunu, C terminal den mCherry işaretli β-2AR veya P.D. β-2AR, 177. aa. pozisyonundan mEGFP etiketli β–Arrestin 2 ve yabanil tip GRK2 N2a hücrelerinde birlikte transfekte edilerek, Förster Rezonans Energy Tranfer (FRET) gibi floresan mikroskopi teknikleri ile izlendi. Sonuç olarak, test edilen kimyasallardan birinin P.D- β-2AR ve β Arrestin 2 arasında FRET'i arttırdığı dolayısı ile bu iki protein arasında etkileşime yol açtığı görülmüştür.