A Vitamin D Receptor Selectively Activated by Gemini Analogs Reveals Ligand Dependent and Independent Effects
Tiphaine Huet,
Gilles Laverny,
Fabrice Ciesielski,
Ferdinand Molnár,
Thanuja Gali Ramamoorthy,
Anna Y. Belorusova,
Pierre Antony,
Noelle Potier,
Daniel Metzger,
Dino Moras,
Natacha Rochel
Affiliations
Tiphaine Huet
Department of Integrative Structural Biology, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) U964, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) UMR 7104, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
Gilles Laverny
Department of Functional Genomics and Cancer, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) U964, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) UMR 7104, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
Fabrice Ciesielski
Department of Integrative Structural Biology, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) U964, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) UMR 7104, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
Ferdinand Molnár
Department of Integrative Structural Biology, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) U964, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) UMR 7104, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
Thanuja Gali Ramamoorthy
Department of Functional Genomics and Cancer, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) U964, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) UMR 7104, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
Anna Y. Belorusova
Department of Integrative Structural Biology, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) U964, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) UMR 7104, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
Pierre Antony
Department of Integrative Structural Biology, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) U964, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) UMR 7104, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
Noelle Potier
Institut de Chimie LC3-CNRS-UMR 7177, 67008 Strasbourg, France
Daniel Metzger
Department of Functional Genomics and Cancer, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) U964, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) UMR 7104, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
Dino Moras
Department of Integrative Structural Biology, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) U964, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) UMR 7104, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
Natacha Rochel
Department of Integrative Structural Biology, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) U964, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) UMR 7104, Université de Strasbourg, 67404 Illkirch, France
The bioactive form of vitamin D [1,25(OH)2D3] regulates mineral and bone homeostasis and exerts potent anti-inflammatory and antiproliferative properties through binding to the vitamin D receptor (VDR). The 3D structures of the VDR ligand-binding domain with 1,25(OH)2D3 or gemini analogs unveiled the molecular mechanism underlying ligand recognition. On the basis of structure-function correlations, we generated a point-mutated VDR (VDRgem) that is unresponsive to 1,25(OH)2D3, but the activity of which is efficiently induced by the gemini ligands. Moreover, we show that many VDR target genes are repressed by unliganded VDRgem and that mineral ion and bone homeostasis are more impaired in VDRgem mice than in VDR null mice, demonstrating that mutations abolishing VDR ligand binding result in more severe skeletal defects than VDR null mutations. As gemini ligands induce VDRgem transcriptional activity in mice and normalize their serum calcium levels, VDRgem is a powerful tool to further unravel both liganded and unliganded VDR signaling.