Identification of proteins interacting with dopamine D2 receptors

Abstract

[한글]

도파민은 중추신경계에 가장 많이 존재하고 있는 카테콜라민의 하나로 여러 가지 뇌질환에 관여되어 있다. 특히 파킨슨씨병과 정신분열증, 헌팅톤씨병등의 질병은 도파민의 전달시스템에 결손이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 도파민 D2 수용체와 상호 작용하는 단백질을 알아내고 구조적인 차이를 보이고 있는 두 개의 이성체인 D2L, D2S와 상호 작용하는 단백질을 알아내기 위해 도파민 D2 수용체의 두 개의 이성체인 D2L과 D2S의 G protein결합에 중요한 부위인 세포질내의 세 번째 loop부분을 Bait로 이용하여 Rat brain cDNA library와 Human fetal cDNA library를 탐색하는 yeast two hybrid assay를 수행하였다. 그 결과 몇 가지 단백질이 도파민 D2 수용체와 상호 작용하는 것으로 밝혀졌다. 그중의 하나는 interferon-inducible GTPase인 MxA로 파킨슨씨병 환자의 substantia nigra (SN) 에 있는 Lewy bodies (LBs) 에서 MxA가 발견되었다는 연구결과가 이미 보고된 바 있다. 도파민 D2 수용체와 MxA의 상호 작용은coimmunoprecipi-tation실험에 의해 증명되었다. 또한 endocytosis와 actin assembly 에 관여하는 profilin II도 도파민 D2 수용체와 상호 작용하는 것으로 밝혀졌다. 도파민 D2 수용체와 profilin II의 상호 작용은 GST pull-down assay 실험에 의해 증명되었다. 또한 Northern blot analysis를 통해 profilin II가 brain에서 발현되며 또한 wild tybe과 비교했을 때 dopamine D2 receptor knock-out mice에서 더 많이 발현됨을 확인할 수 있었다. 우리는 도파민 D2 수용체와 MxA, profilin II의 상호 작용에 의한 효과를 조사할 것이며 이런 연구는 dopamine에 의한 다양한 신호전달기전을 밝히는데 기여할 수 있을 것이다.

[영문]

Proteins that bind to G protein-coupled receptors have recently been identified as regulators of receptor anchoring and signaling. Two isoforms of dopamine D2 receptor, D2L (long form) and D2S (short form), differ by the insertion of 29 amino acids specific to D2L within the putative third intracellular loop of the receptor, which appears to be important in selectivity for G-protein coupling. A yeast two-hybrid approach was used to uncover protein interactions involving dopamine D2 receptors. Using the third intracellular loop of the D2L and D2S dopamine receptors as bait, a rat brain cDNA library and a human fetal cDNA library were screened and several proteins interacting with these receptors were identified. Interaction of the third intracellular loop of the D2L and D2S dopamine receptors with candidate proteins was confirmed by coimmunoprecipitation experiments and pull-down assay. Investigation of the physiological significance of the interaction between these candidate proteins and dopamine D2 receptors will help us to understand the dopaminergic signaling pathway in Central Nervous System.