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Class-Wide Analysis of Frizzled-Dishevelled Interactions Using BRET Biosensors Reveals Functional Differences among Receptor Paralogs
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2024-08-30 , DOI: 10.1021/acssensors.4c00806 Lukas Grätz 1 , Jan H Voss 1 , Gunnar Schulte 1
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2024-08-30 , DOI: 10.1021/acssensors.4c00806 Lukas Grätz 1 , Jan H Voss 1 , Gunnar Schulte 1
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Wingless/Int-1 (WNT) signaling is mediated by WNT binding to 10 Frizzleds (FZD1–10), which propagate the signal inside the cell by interacting with different transducers, most prominently the phosphoprotein Dishevelled (DVL). Despite recent progress, questions about WNT/FZD selectivity and paralog-dependent differences in the FZD/DVL interaction remain unanswered. Here, we present a class-wide analysis of the FZD/DVL interaction using the DEP domain of DVL as a proxy in bioluminescence resonance energy transfer (BRET) techniques. Most FZDs engage in a constitutive high-affinity interaction with DEP. Stimulation of unimolecular FZD/DEP BRET sensors with different ligands revealed that most paralogs are dynamic in the FZD/DEP interface, showing distinct profiles in terms of ligand selectivity and signal kinetics. This study underlines mechanistic differences in terms of how allosteric communication between FZDs and their main signal transducer DVL occurs. Moreover, the unimolecular sensors represent the first receptor-focused biosensors to surpass the requirements for high-throughput screening, facilitating FZD-targeted drug discovery.
中文翻译:
使用 BRET 生物传感器对卷曲-杂乱的相互作用进行全类分析揭示了受体旁系同源物之间的功能差异
Wingless/Int-1 (WNT) 信号转导由 WNT 与 10 个卷曲 (FZD1-10) 结合介导,这些卷曲通过与不同的换能器相互作用在细胞内传播信号,最突出的是磷蛋白杂乱 (DVL)。尽管最近取得了进展,但关于 WNT/FZD 选择性和 FZD/DVL 相互作用中旁系同源物依赖性差异的问题仍未得到解答。在这里,我们使用 DVL 的 DEP 结构域作为生物发光共振能量转移 (BRET) 技术中的代理,对 FZD/DVL 相互作用进行了全类分析。大多数 FZD 与 DEP 进行组成型高亲和力相互作用。用不同配体刺激单分子 FZD/DEP BRET 传感器表明,大多数旁系同源物在 FZD/DEP 界面中是动态的,在配体选择性和信号动力学方面表现出不同的特征。本研究强调了 FZD 与其主要信号换能器 DVL 之间变构通信如何发生的机制差异。此外,单分子传感器代表了第一个超越高通量筛选要求的以受体为中心的生物传感器,促进了 FZD 靶向药物的发现。
更新日期:2024-08-30
中文翻译:
使用 BRET 生物传感器对卷曲-杂乱的相互作用进行全类分析揭示了受体旁系同源物之间的功能差异
Wingless/Int-1 (WNT) 信号转导由 WNT 与 10 个卷曲 (FZD1-10) 结合介导,这些卷曲通过与不同的换能器相互作用在细胞内传播信号,最突出的是磷蛋白杂乱 (DVL)。尽管最近取得了进展,但关于 WNT/FZD 选择性和 FZD/DVL 相互作用中旁系同源物依赖性差异的问题仍未得到解答。在这里,我们使用 DVL 的 DEP 结构域作为生物发光共振能量转移 (BRET) 技术中的代理,对 FZD/DVL 相互作用进行了全类分析。大多数 FZD 与 DEP 进行组成型高亲和力相互作用。用不同配体刺激单分子 FZD/DEP BRET 传感器表明,大多数旁系同源物在 FZD/DEP 界面中是动态的,在配体选择性和信号动力学方面表现出不同的特征。本研究强调了 FZD 与其主要信号换能器 DVL 之间变构通信如何发生的机制差异。此外,单分子传感器代表了第一个超越高通量筛选要求的以受体为中心的生物传感器,促进了 FZD 靶向药物的发现。