Studies on the effects of signaling-specific agonists  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
100883
Type NK
Principal investigator Hunyady, László
Title in Hungarian Jelátvitel-specifikus agonisták hatásainak vizsgálata
Title in English Studies on the effects of signaling-specific agonists
Keywords in Hungarian G-fehérjéhez kapcsolt receptor, angiotenzin II, melanokortin receptors, polipeptid hormon
Keywords in English G protein-coupled receptor, angiotensin II, melanocortin receptors, polypeptide hormone
Discipline
Analysis, modelling and simulation of biological systems (Council of Medical and Biological Sciences)90 %
Endocrinology (Council of Medical and Biological Sciences)10 %
Panel Physiology, Pathophysiology, Pharmacology and Endocrinology
Department or equivalent Dept. of Physiology (Semmelweis University)
Participants Balla, András
Cseh, Domonkos
Erdélyi, László Sándor
Gyombolai, Pál
Kéri, György
Soltész-Katona, Eszter
Szalai, Bence
Szekeres, Mária
Tóth, Dániel
Turu, Gábor
Várnai, Péter
Starting date 2012-01-01
Closing date 2015-12-31
Funding (in million HUF) 83.239
FTE (full time equivalent) 13.43
state closed project
Summary in Hungarian
A G-fehérjéhez kapcsolt receptorok (GFKR) központi szerepet játszanak az élettani szabályozásban, ligandjaikat elterjedten használják a terápiában, mutációik pedig genetikai betegségeket okozhatnak. Az utóbbi két évtized vizsgálatai világossá tették, hogy a GFKR-ok egyidejűleg több jelátviteli utat is képesek elindítani, és számos agonista ezeket az utakat szelektíven képes aktiválni. Kísérleteinkben vizsgálni kívánjuk az AT1 angiotenzin receptor, a CB1 kannabinoid receptor, az MC4-es melanokortin receptor és a HCA2 nikotinsav receptor nem-peptid agonistáinak jelátvitel szelektivitását, valamint olyan hormonreceptorok nem-peptid agonista ligandjait kívánjuk azonosítani és karakterizálni, melyek mutációi genetikai betegséget okozhatnak. Vizsgálataink fő célja olyan jelátvitel-szelektív agonisták azonosítása, melyek egyidejűleg serkentik a receptor működését és farmakológiai chaperonként hatva segítik mutáns receptorok kijutását a sejtfelszínre miközben gátolják annak internalizációját. Vizsgálni kívánjuk továbbá, hogy membrán permeábilis nem-peptid agonist vegyületek képesek-e aktiválni az endoplazmatikus retikulumban található, és a sejtfelszínre kijutni nem képes mutáns receptorok működését. A tervezett kutatás célja olyan farmakológiai alapmechanizmusok feltárása, melyek utat nyithatnak jelátvitel-szelektív ligandok terápiás felhasználására.
Summary
G protein-coupled receptors (GPCRSs) play central role in physiological regulation, their ligands are extensively used in the therapy, and their mutations can cause genetic diseases. Recent studies have elucidated that GPCRs can stimulate parallel signaling pathways, and several ligands can cause selective activation of these pathways. In the present project, we would like to investigate the signaling selectivity of non-peptide agonists of the AT1 angiotensin, CB1 cannabinoid, MC4 melanocortin and HCA2 nicotinic acid receptors; and we would like to identify and characterize non-peptide agonist ligands of GPCRs that have pathogenic mutations, which cause human diseases. The main goal of this project is to identify signaling-selective agonists of GPCRs, which can activate the receptor and act as pharmacological chaperon, which facilitate the surface expression and inhibit the internalization of these receptors. We also will study, if membrane permeant non-peptide ligands can activate intracellularly retained, mutant GPCRs. The aim of this project to elucidate basic pharmacological mechanisms, which can pave the way for the therapeutic utilization of signaling-selective ligands.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A G-fehérje kapcsolt receptorok (GFKR) működési zavarai gyakran okoznak betegségeket és fontos terápiás célpontok is. A Pályázatban leírtaknak megfelelően számos GFKR jelátvitel-szelektív működését vizsgáltuk. A különböző kardiovaszkuláris betegség hátterében jelen lévő AT1R esetében kimutattuk, hogy a jelátvitel­szelektív aktiváció fontos szerepet játszik a receptor hosszú távú sorsában, melynek befolyásolása szelektív ligandokkal terápiás lehetőséggel kecsegtet. A szervezet víz-homeosztázisának fenntartásában kulcsszerepet játszó V2R két, betegséget okozó mutációját is vizsgáltuk. Kimutattuk, hogy az általunk vizsgált nefrogén diabetes insipidusban szenvedő beteg N321K mutációt hordoz a V2R-ban, és a receptor csökkent G-fehérje kötési képessége áll a funkcióvesztés mögött. Karakterizáltunk egy új, nefrogén kóros antidiuresis szindróma betegséget okozó V2R mutációt (I130N-V2R), mely a receptor fokozott jelátvitelét okozza a sejtekben. Adataink mindkét mutációt okozó betegség esetében terápiás lehetőséget javasoltak a mutációt hordozó betegeknek. Eredményeink alapján az endokannabinoid termelés jelentős mértékben hozzájárul az érfal tónusának beállításában. Kimutattuk, hogy a CB1R gátlása, valamint e receptor hiánya fokozza számos GFKR agonista vazokonstrikciós hatásait. A CB1R különböző mutációt felhasználva a receptor jelátvitel-specifikus funkcióiról is adatokat nyertünk.
Results in English
The aim of the project was to characterize the biased signaling of G protein-coupled receptors (GPCRs). Our studies demonstrated the biased activation of AT1R regulates the fate of the receptor, which raises the possibility of applying biased ligands in cardiovascular diseases to modulate intracellular receptor processing. The concentrating function of the kidney and the water homeostasis is regulated by the V2R vasopressin receptor. We have investigated two, disease causing mutations of V2R. We identified an N321K mutation of V2R in the investigated nephrogenic diabetes insipidus patient. We demonstrated that N321K-V2R mutant receptors are present in the plasma membrane, which showed decreased potency for vasopressin due to impaired G-protein coupling. We also characterized a newly identified nephrogenic syndrome of inappropriate antidiuresis disease causing gain-of-function mutation in the V2R. The I130N-V2R receptor conformation leads to selective G-protein activation and increased secondary messenger production in the cells. Our data proposed therapeutical approach of patients who carry those mutations. We have demonstrated that endocannabinoids play important roles in the regulation of the vasoconstrictor tone. Our data show that either inhibition or genetic deletion of CB1R enhances the vasoconstrictor effects of several GPCRs. In our experiments, we have also characterized the biased signaling of the CB1R using biased mutants and ligands.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=100883
Decision
Yes





 

List of publications

  
Erdélyi LS, Mann WA, Morris-Rosendahl DJ, Groß U, Nagel M, Várnai P, Balla A, Hunyady L: Mutation in the V2 vasopressin receptor gene, AVPR2, causes nephrogenic syndrome of inappropriate diuresis, KIDNEY INTERNATIONAL 88: pp. 1070-1078, 2015
Szakadati G, Toth AD, Olah I, Erdelyi LS, Balla T, Varnai P, Hunyady L, Balla A: Investigation of the fate of type I angiotensin receptor after biased activation., MOLECULAR PHARMACOLOGY 87:(6) pp. 972-981., 2015
Gyombolai P, Toth AD, Timar D, Turu G, Hunyady L: Mutations in the 'DRY' motif of the CB1 cannabinoid receptor result in biased receptor variants., JOURNAL OF MOLECULAR ENDOCRINOLOGY 54:(1) pp. 75-89., 2015
Erdelyi L.S, Balla A, Toth M, Patocs A, Hunyady L: A V2 vazopresszin receptor diabetes inspidust okozó N321K mutációjának megváltozott agonista érzékenysége, MÉT Vándorgyűlés 2013. jun 5-8 Budapest, 2013, 2013
Gyöngyi Szakadáti, András Balla, László Hunyady: Investigation of the fate of type I angiotensin receptor after biased activation, Joint meeting of theFederation of European Physiological Societies (FEPS) and the HungarianPhysiological Society, 27-30 August 2014, Budapest, Hungary, Abstract Book p70, 2014
László Sándor Erdélyi, W. Alexander Mann, András Balla, Péter Várnai, László Hunyady: Characterization of the Inherited I130N Substitution in V2 Vasopressin Receptor Revealed a Gain-Of-Function Mutation Leading to NSIAD, Joint meeting of the Federation of European Physiological Societies (FEPS) and the Hungarian Physiological Society,27-30 August 2014, Budapest, Hungary, Abstract Book p71, 2014
Eszter Soltész-Katona, Mária Szekeres, Dávid Laczkó, András Tóth, Gábor Turu, László Hunyady: GPCR-induced paracrine transactivation of CB1 cannabinoid receptors in vascular smooth muscle cells modulates calcium signaling and ERK pathways, Joint meeting of the Federation of European Physiological Societies (FEPS) and the Hungarian Physiological Society, 27-30 August 2014, Budapest, Hungary,Abstract Book p69, 2014
Mária Szekeres, Gy. Nádasy, Eszter Soltész-Katona, Zoltán Benyó, Zs. E. Tóth, László Hunyady: Endocannabinoid-mediated modulation of GPCR signaling-induced vasoconstriction and hypertension, Joint meeting of the Federation of European Physiological Societies (FEPS) and the Hungarian Physiological Society, 27-30 August 2014, Budapest, Hungary, 2014
Szekeres M, Nádasy GL, Turu G, Soltész-Katona E, Benyó Z, Offermanns S, Ruisanchez É, Szabó E, Takáts Z, Bátkai S, Tóth ZE, Hunyady L.: Endocannabinoid-mediated modulation of Gq/11 protein-coupled receptor signaling-induced vasoconstriction and hypertension., Mol Cell Endocrinol. 2015 Jan 13. pii: S0303-7207(15)00016-7. doi: 10.1016/j.mce.2015.01.012. [Epub ahead of print], 2015
Gyombolai P, Toth AD, Timar D, Turu G, Hunyady L: Mutations in the 'DRY' motif of the CB1 cannabinoid receptor result in biased receptor variants., J MOL ENDOCRINOL 54: (1) 75-89, 2014
Szekeres M, Nadasy GL, Turu G, Soltesz-Katona E, Toth ZE, Balla A, Catt KJ, Hunyady L: Angiotensin II induces vascular endocannabinoid release, which attenuates its vasoconstrictor effect via CB1 cannabinoid receptors, J Biol Chem 287: (37) pp. 31540-31550., 2012
Szekeres M, Nádasy Gy, Tóth Zs, Várnai P, Soltész-Katona E, Ruisanchez É, Benyó Z, Hunyady L.: Angiotenzin II jelátvitel-függő endokannabionid hatás heterogenitása az artériás rendszerben, MÉT Vándorgyűlés Debrecen 2012. június 10-13., 2012
Szekeres M, Nadasy GL, Turu G, Soltesz-Katona E, Toth ZE, Balla A, Catt KJ, Hunyady L: Angiotensin II induces vascular endocannabinoid release, which attenuates its vasoconstrictor effect via CB1 cannabinoid receptors, J Biol Chem 287: (37) pp. 31540-31550., 2012
Szekeres M, Nádasy Gy, Tóth Zs, Várnai P, Soltész-Katona E, Ruisanchez É, Benyó Z, Hunyady L.: Angiotenzin II jelátvitel-függő endokannabionid hatás heterogenitása az artériás rendszerben, MÉT Vándorgyűlés Debrecen 2012. június 10-13., 2012
Gyombolai P, Boros E, Hunyady L, Turu G: Differential β-arrestin2 requirements for constitutive and agonist-induced internalization of the CB1 cannabinoid receptor, Mol Cell Endocrinol. 372(1-2):116-127, 2013
Szekeres M, Nádasy Gy, Tóth Zs: Vázizom erek vazomotor működésének endokannabinoid-függő szabályozása, MÉT Vándorgyűlés 2013. jun 5-8 Budapest, 2013
Tóth G, Szekeres M, Benyó Z, Hunyady L: A GFKR-szelektív jelátvitel szerepe az agonista-indukált endokannabinoid-felszabadulás vazokonstrikciót mérséklő hatásában, MÉT Vándorgyűlés 2013. jun 5-8 Budapest, 2013
Erdélyi L.S, Balla A, Tóth M, Patócs A, Hunyady L: A V2 vazopresszin receptor diabetes insipidust okozó N321K mutációjának megváltozott agonista érzékenysége, MÉT Vándorgyűlés 2013. jun 5-8 Budapest, 2013
M. Szekeres, Gy.L. Nádasy, G. Turu, E. Soltész-Katona, E. Szabó, Zs.E. Tóth, Z. Takáts, L. Hunyady:: : Endocannabinoid-mediated CB1 receptor activation attenuates the vasoconstrictor effect of angiotensin II and other Ca2+-mobilizing GPCR agonists in skeletal muscle resi, IUPS2013, juli 21-26 Birmingham, Abstract Book 1049P (PCD344), 2013
L. Erdélyi, A. Balla, M. Tóth, L. Hunyady: Altered agonist sensitivity of the N321K mutation of the type-2 vasopressin receptor in a patient with nephrogenic diabetes insipidus, IUPS2013, juli 21-26 Birmingham (UK) Abstract Book 827P (PCC318), 2013
Erdelyi LS, Balla A, Patocs A, Toth M, Varnai P, Hunyady L: Altered agonist sensitivity of a mutant V2 receptor suggests a novel therapeutic strategy for nephrogenic diabetes insipidus., MOL ENDOCRINOL 28: (5) 634-643, 2014
Szalai B, Hoffmann P, Prokop S, Erdélyi L, Várnai P, Hunyady L: Improved methodical approach for quantitative BRET analysis of G protein coupled receptor dimerization, PLOS ONE 9: (10) , 2014
Spät A, Hunyady L, Szanda G: Signaling interactions in the adrenal cortex, FRONTIERS IN ENDOCRINOLOGY in press, 2016




 

Events of the project

  
2017-06-01 10:25:39
Résztvevők változása



Back »