Pheromone receptors (PRs) recognize specific pheromone compounds to guide the behavioral outputs of insects, which are the most diverse group of animals on earth. The activation of PRs is known to couple to the calcium permeability of their coreceptor (Orco) or putatively with G proteins; however, the underlying mechanisms of this process are not yet fully understood. Moreover, whether this transverse seven transmembrane domain (7TM)-containing receptor is able to couple to arrestin, a common effector for many conventional 7TM receptors, is unknown. Herein, using the PR BmOR3 from the silk moth Bombyx mori and its coreceptor BmOrco as a template, we revealed that an agonist-induced conformational change of BmOR3 was transmitted to BmOrco through transmembrane segment 7 from both receptors, resulting in the activation of BmOrco. Key interactions, including an ionic lock and a hydrophobic zipper, are essential in mediating the functional coupling between BmOR3 and BmOrco. BmOR3 also selectively coupled with Gi proteins, which was dispensable for BmOrco coupling. Moreover, we demonstrated that trans-7TM BmOR3 recruited arrestin in an agonist-dependent manner, which indicates an important role for BmOR3-BmOrco complex formation in ionotropic functions. Collectively, our study identified the coupling of G protein and arrestin to a prototype trans-7TM PR, BmOR3, and provided important mechanistic insights into the coupling of active PRs to their downstream effectors, including coreceptors, G proteins, and arrestin.

中文翻译：

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离子锁和疏水拉链介导昆虫信息素受体 BmOR3 和下游效应器之间的耦合。

信息素受体 (PR) 识别特定的信息素化合物以指导昆虫的行为输出，昆虫是地球上最多样化的动物群。已知 PR 的激活与其辅助受体 (Orco) 的钙渗透性或推定的 G 蛋白相关；然而，这一过程的潜在机制尚未完全了解。此外，这种包含横向七跨膜结构域 (7TM) 的受体是否能够与抑制蛋白偶联，这是许多常规 7TM 受体的常见效应物，尚不清楚。在此，我们以家蚕的 PR BmOR3 及其辅助受体 BmOrco 为模板，揭示了激动剂诱导的 BmOR3 构象变化通过两个受体的跨膜片段 7 传递给 BmOrco，导致 BmOrco 的激活。关键互动，包括离子锁和疏水拉链，对于介导 BmOR3 和 BmOrco 之间的功能耦合至关重要。BmOR3 还选择性地与 Gi 蛋白偶联，这对于 BmOrco 偶联是可有可无的。此外，我们证明了 trans-7TM BmOR3 以激动剂依赖性方式募集抑制素，这表明 BmOR3-BmOrco 复合物形成在离子性功能中的重要作用。总的来说，我们的研究确定了 G 蛋白和抑制蛋白与原型 trans-7TM PR、BmOR3 的偶联，并为活性 PR 与其下游效应器（包括辅助受体、G 蛋白和抑制蛋白）的偶联提供了重要的机制见解。这对于 BmOrco 耦合是可有可无的。此外，我们证明了 trans-7TM BmOR3 以激动剂依赖性方式募集抑制素，这表明 BmOR3-BmOrco 复合物形成在离子性功能中的重要作用。总的来说，我们的研究确定了 G 蛋白和抑制蛋白与原型 trans-7TM PR、BmOR3 的偶联，并为活性 PR 与其下游效应器（包括辅助受体、G 蛋白和抑制蛋白）的偶联提供了重要的机制见解。这对于 BmOrco 耦合是可有可无的。此外，我们证明了 trans-7TM BmOR3 以激动剂依赖性方式募集抑制素，这表明 BmOR3-BmOrco 复合物形成在离子性功能中的重要作用。总的来说，我们的研究确定了 G 蛋白和抑制蛋白与原型 trans-7TM PR、BmOR3 的偶联，并为活性 PR 与其下游效应器（包括辅助受体、G 蛋白和抑制蛋白）的偶联提供了重要的机制见解。