STRUCTURE-FUNCTION STUDIES OF THE ALPHA PHEROMONE RECEPTOR FROM YEAST

Abstract

Ste2p is a G protein-coupled receptor (GPCR) in Saccharomyces cerevisiae that mediates mating by responding to the alpha-mating factor pheromone. Ste2p belongs to a subfamily of GPCRs with no global sequence similarity to GPCRs of known atomic three-dimensional structure, yet it shares functional similarities with many of these. To deepen our understanding of the structure-function relationship of this receptor, we built an atomic three-dimensional homology-based model of Ste2p that was used to simulate the docking of the alpha pheromone. The Ste2p model is in general agreement with the available experimental data and allowed us to propose that the interface between Ste2p and alpha pheromone is formed by 26 residues, most of which are polar residues located at the three extracellular loops and helices HI, H5, and H6. This interface does not include Ile190, a highly conserved residue among fungal species, located at the second extracellular loop and therefore a potential binding site residue. By performing mutagenesis of STE2 at this position we observed only a small effect of this residue in receptor signaling. Hence, the Ste2p model presented here is consistent in general with current experimental data and constitutes a framework to test hypothesis about the structure-function relationship of this receptor.

Ste2p es un receptor acoplado a la proteína G (GPCR) en Saccharomyces cerevisiae que se une a la feromona alfa para mediar el apareamiento. Ste2p pertenece a una subfamilia de GPCRs que no presentan homología global en secuencia con los GPCRs de estructura atómica tridimensional conocida, pero comparte propiedades funcionales con muchos de éstos. Para profundizar nuestro entendimiento de la relación estructura-función de este receptor, en este trabajo presentamos un modelo de la estructura atómica tridimensional de Ste2p asociado a su ligando. El modelo de Ste2p generado es congruente con la información experimental disponible y sugiere que la interfaz entre Ste2p y la feromona está compuesta por 26 residuos, en su mayor parte polares, localizados en las tres asas extracelulares y las hélices H1, H5 y H6. La interfaz no incluye a la Ile190, un residuo altamente conservado entre especies de hongos, que se encuentra en el asa extracelular 2 y es un potencial sitio de anclaje. Mutantes en esta posición en STE2 muestran un efecto pequeño en la señalización del receptor. El modelo presentado de Ste2p es consistente en general con los datos de mutagénesis disponibles a la fecha, por lo que constituye un marco de referencia para evaluar hipótesis sobre la relación estructura-función en este receptor.