GPCRmd - A web platform for collection, visualization and analysis of molecular dynamics data for G protein-coupled receptors : Bridging the gap between dynamics and receptor functionality

Abstract

In this thesis, we present GPCRmd, an online repository with a submission system and visualization platform specifically designed for storing and providing easy access to molecular dynamics (MD) data of G protein-coupled receptor (GPCR). This database stores MD trajectories and necessary metadata (e.g. force-field, simulation software, integration time-step) for posterior analysis, ensuring data reproducibility and integrity. Importantly, we demonstrate the usefulness of implemented analysis tools in two case studies related to GPCR signaling bias and membrane-induced GPCR modulation. These tools enabled us to detect important structural rearrangement in the initial phase of β-arrestin signaling in the δ-opioid receptor. In addition, we captured relevant molecular mechanisms which are responsible for cholesterol-induced modulation of the 5-HT2A receptor.

Aquí presentem el GPCRmd, un repositori en línia amb un sistema de dipòsit i una plataforma de visualització dissenyats específicament per oferir l’emmagatzematge i un fàcil accés a dades dinàmica molecular (MD) de receptors acoblats a proteïnes G (GPCRs). Aquesta base de dades emmagatzema trajectòries de MD i les metadades (per exemple, el programari de simulació, el camp de força o el temps d'integració) necessàries per a una anàlisi posterior, garantint la reproductibilitat i la integritat de les dades. És important destacar la utilitat de les eines d'anàlisi implementades en dos estudis de cas relacionats amb el biaix de senyalització de GPCRs i la modulació de GPCRs induïda per membrana. Aquestes eines ens han permès detectar una important reordenació estructural en la fase inicial de senyalització per β-arrestina en el receptor δ-opioide. A més, hem capturat el mecanismes moleculars rellevants responsables de la modulació induïda per colesterol del receptor 5-HT2A.