Cette étude examine les mécanismes moléculaires sous-jacents à la reconnaissance des ligands, à la sélectivité des sous-types et à l'activation du récepteur 1 du neuropeptide FF (NPFFR1), un récepteur couplé Gi/o qui répond aux peptides RF-amide endogènes (RFRP-3 de pro-NPFFBNPFF de pro-NPFFA) et régule les processus physiologiques tels que la fonction opioïde, la douleur et l'homéostasie énergétique. Pour combler les lacunes dans la compréhension de son rôle dans la modulation des opioïdes (en raison du manque de ligands sélectifs), les auteurs ont utilisé la cryomicroscopie électronique (cryo-EM) pour résoudre les structures atomiques de deux complexes NPFFR1-Gi : RFRP-3-bound et NPFF-bound. Les tests GloSensor cAMP ont confirmé les différences de puissance des ligands et les simulations de mutagenèse/MD ont validé les interactions clés.
Les principales conclusions de l’étude comprennent :
1. Un mécanisme de liaison « message-adresse » : le motif PQRF-NH₂ C-terminal conservé (« message ») s'insère dans la poche orthostérique de NPFFR1 (TM2/3, TM5/6, TM7) pour piloter l'activation via l'empilement π-π (Phe8-W2876.52), liaisons hydrogène (Phe8 α-amide-T1002,61/Q1233.23/H3157.39), et ponts salins (Arg7-E20545.52); Les extrémités N-terminales divergentes (« adresse ») déterminent la sélectivité.
2. RFRP-3 a une puissance environ 20 fois supérieure à celle du NPFF car son extrémité N-terminale forme des contacts stabilisants avec ECL2 (E185ECL2) et TM3/TM4, améliorant ainsi la stabilité conformationnelle du récepteur et le couplage Gi, tandis que l'extrémité N-terminale du NPFF est flexible avec moins d'interactions.
3. Le résidu 45,51 dicte la sélectivité du sous-type : mutation de W20445.51 à Arg améliore l'activation du Gi induite par NPFF, tandis que la mutation R207W réduit la réponse de NPFFR2 (validée par des simulations MD).
4. Les résidus conservés (par exemple, T5.39) sur les récepteurs RF-amide (QRFPR, KISS1R, PrRPR) assurent la liaison du ligand. NPFFR1/2 possède des poches uniques chargées négativement qui complètent les motifs RF-amide positifs, permettant une large reconnaissance du ligand.
Ces informations offrent un cadre stratégique pour la conception de ligands NPFFR1 sélectifs, grâce à des approches telles que l'élongation N-terminale, l'incorporation de substitutions polaires ou l'imposition de contraintes conformationnelles, afin de traiter les troubles liés aux opioïdes. Les nouveaux ligands qui en résultent sont prometteurs pour une co-administration avec des médicaments opioïdes, améliorant l'efficacité analgésique tout en atténuant efficacement la tolérance et la dépendance, ouvrant ainsi la voie à des percées innovantes dans la gestion clinique de la douleur.
