Aby byl zajištěn správný vývoj embrya, vývojové procesy řídící
embryogenezi musí být pečlivě regulovány. Jedna z hlavních
signálních drah zodpovědných za synchronizaci těchto procesů je
signální dráha WNT. Skrze ligandy z rodiny WNT, jejich
receptory Frizzled (FZD) a různé navazující efektory jsou
regulovány klíčové procesy, jako například buněčná proliferace,
polarizace, migrace, diferenciace a formování tělní osy.
V této práci shrnuji výsledky, které byly získány v rámci
výzkumu raných událostí nastávajících v signální dráze WNT po
vazbě WNT na FZD. Jsou zde detailně popsány interakce receptorů
třídy FZD s jejich přímými vazebnými partnery Dishevelled (DVL)
a heterotrimerickými G proteiny. Představuji zde a diskutuji
nové aspekty vazby FZD/DVL a FZD/G proteinů týkající se
struktury, post-translačních modifikací, faktorů určujících
jejich vazebnou selektivitu a drah asociovaných s těmito
interakcemi.
Naše výsledky poukazují na formování komplexů FZD4 a Gα12/13 v
inaktivním stavu a podporují tak hypotézu, že receptory
spřažené s G proteiny (GPCR) se mohou párovat s Gα
podjednotkami v inaktivním stavu, alespoň v rámci třídy F.
Popisujme nově objevené souvislosti propojující FZD4/Gα12/13 s
malými GTPázami z rodiny RHO a s efektory dráhy YAP/TAZ. Tyto
souvislosti pomáhají objasnit molekulární podstati funkce FZD4
při tvorbě nových cév a naznačují částečnou redundanci v
signalizaci závislé na FZD4 a FZD10. Popisujeme
intra-molekulární interakční síť mezi transmembránovými helixy
2 a 4, jejíž narušení vede ke snížené schopnosti FZD4 vázat DVL
a zabraňuje WNT signalizaci závislé na DVL. Dále ukazujeme, že
konformace FZD stabilizovaná touto intramolekulární interakcí a
také C-terminus nejsou důležité pro vznik komplexu
FZD4/Gα12/13. Tento komplex také vzniká nezávisle na DVL, což
naznačuje, že DVL ovlivňuje signalizaci závislou na FZD/Gα
pouze specificky u určitých receptorů třídy F. Naše výsledky
dále naznačují, že translokace DVL na membránu zprostředkovaná
FZD4 je zvýšena, pokud je DVL přítomen ve formě multimerů. V
neposlední řadě, ukazujeme, že fosforylace FZD nemusí být
vyžadována pro vazbu DVL, ale že může být naopak důsledkem
takové vazby, a může být indukovaná kinázami CK1δ/ε nebo GRK2.
Receptory spřažené s G proteiny, které zahrnují i receptory
třídy Frizzled, jsou slibnými kandidáty pro design nových
léčiv. Obvykle se snažíme zacílit na specifickou signální
kaskádu, aniž by byly ovlivněny ostatní signální dráhy. V tomto
kontextu pomáhají výsledky našich experimentů porozumět
selektivitě v signální transdukci indukované WNT/FZD/DVL a
WNT/FZD/G proteinovými komplexy, a proto mohou přispět k vývoji
léčiv s vyšší účinností a menším množstvím vedlejších efektů.