The prediction of 3d structure of the dimeric state of human β2-adrenergic receptor

Abstract

A significant amount of experimental and computational data points out a possible role of TM6 in the dimerization of ?2-adrenergic receptor (?2AR). Peptide– and protein–protein docking experiments guided by this assumption were conducted in order to confirm the potential participation of TM6 at the interface region of ?2AR dimers. Firstly a derived peptide consisting of 23 residues of TM6 was blindly docked to ?2AR monomer using a rigid body approach. The resulting complexes in which the peptide preferred to be near TM5 and TM6 regions have also the highest scores. Secondly a total of seven peptides were derived from each TM regions and were blindly docked to ?2AR using the same rigid body approach. TM6 was found to be the most preferred binding site region in the receptor for each peptide. As for the protein-protein dockings a full rigid-body docking returned a total of 16000 dimer conformations and is followed by a membrane topology filtering. 149 complexes fit the topology requirements. A root mean-squared deviance (RMSD) value of 6 Å was used to cluster all 149 complexes and it is observed that the highest populated cluster of conformers have the highest score value and moreover TM6 presents at the interface region. Finally an information-driven semi flexible docking approach used by given the interface residue data for seven TM regions. interface residue data derived from the SASA values of residues in each TM region. The generated complexes were filtered due to membrane topology requirements. The complex with the TM6 interface was the highest scored docking pose among the complexes with a proper membrane topology.

Önemli sayıda deneysel ve bilişsel veri, β2-adrenerjik reseptörünün (β2AR) dimerizasyonunda TM6' nın olası bir rolüne işaret ediyor. Bu varsayımın rehberliğinde, β2AR dimerinin interfaz bölgesinde TM6' nın olası bir katılımını doğrulamak için peptit- ve protein-protein docking deneyleri gerçekleştirildi. İlk olarak, TM6'nın 23 rezidüsüden oluşan bir peptit, β2AR monomerine rastlantısal olarak rijit kütle yaklaşımıyla dock edildi. Tüm yüksek skorlu konformasyonların reseptörün TM5 ve TM6 bölgelerini tercih ettikleri görüldü. İkinci olarak, herbir TM bölgesinden toplamda yedi tane peptit oluşturuldu ve aynı rijit kütle yaklaşımı kullanılarak β2AR' a sırayla dock edildi. TM6, her peptit icin reseptörde en çok tercih edilen bağlanma bölgesi olarak bulundu. Protein-protein docking deneylerinde ise, tam rijit kütle docking taraması toplamda 16,000 dimer konformasyonu oluşturdu ve herbir dimer, membran topolojisini esas alan bir seçilim değeri ile filtrelendi. 149 konformasyon 6Å değerinde RMSD ile kümelendi ve en yüksek populasyona sahip olan kümenin TM6 yı interfaz bölgesinde bulunduran ve en yüksek skora sahip olan küme olduğu görüldü. Son olarak, enformasyon güdümlü yarı-esnek bır docking protokolü yedi TM bölgesinden interfazda bulunmaya yatkın rezidüler verilerek kullanıldı. Interfaz rezidü dataları, her TM bölgesindeki rezidülerin SASA değerlerine göre oluşturuldu. Oluşan kompleksler membran topoloji koşullarına göre filtrelendi. TM6' nın interfaz bölgesini oluşturduğu kompleks, membran topolojisine uyan diğerleri içerisinde en yüksek skorlu docking pozu oldu.