Arrestin Interactions with G Protein-Coupled Receptors
G-protein-coupled receptors (GPCRs) are the primary interaction partners for arrestins. The visual arrestins, arrestin1 and arrestin4, physiologically bind to only very few receptors, i.e., rhodopsin and the color opsins, respectively. In contrast, the ub
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Contents 1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Discovery of Arrestins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Visual Arrestin (Arrestin1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Non-visual Arrestins (β-Arrestins) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Cone Arrestin (X-Arrestin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 α-Arrestins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Stimulus-Dependent Interaction of Arrestins with Receptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 Arrestin-Rhodopsin Model: Phosphorylation and Activation Sensors . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 β-Arrestin/β-Adrenergic Receptor Model and Other GPCRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Class A and Class B Interactions and Ligand Specificity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Functional Effects of the Arrestin/Receptor Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Termination of G Protein Signaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Receptor Internalization and Trafficking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Nonclassical Signaling Pathways . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Biased Signaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Structural Basis of Receptor/Arrestin Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Abstract G-protein-coupled receptors (GPCRs) are the primary interaction partners for arrestins. The visual arrestins, arrestin1 and arrestin4, physiologically bind to only very few receptors, i.e., rhodopsin and the color opsins, respectively. In contrast, the ubiquitously expressed nonvisual variants β-arrestin1 and 2 bind to a large number of receptors
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