Les récepteurs 5-HT2A de la sérotonine et mGlu2 du glutamate suscitent un grand intérêt vu la dérégulation des deux récepteurs observée dans la schizophrénie et leur statut de cibles des antipsychotiques dits atypiques et de nouvelle génération, respectivement. Même si les antipsychotiques atypiques ciblant le récepteur 5-HT2A ont montré une efficacité contre les symptômes positifs, leur effet reste très limité contre les symptômes négatifs et cognitifs, et leurs effets secondaires nombreux. Depuis les années 1990, une nouvelle classe d’antipsychotiques ciblant le système glutamatergique, en particulier le récepteur mGlu2, est en développement. Les tests cliniques n’ont montré leur efficacité que pour les patients n’ayant pas été traités auparavant par des antipsychotiques atypiques. Ceci suggère une interaction fonctionnelle forte entre les récepteurs 5-HT2A et mGlu2 dans le mode d’action de ces deux classes d’antipsychotiques. De plus, plusieurs études ont démontré l’existence d’un hétéromère des deux récepteurs dans le cortex préfrontal qui semble important pour la réponse aux hallucinogènes et aux antipsychotiques ciblant l’un ou l’autre récepteur. Ainsi, étant donné l’impact du profil de phosphorylation adopté par les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sur leur fonction, j’ai caractérisé au cours de ma thèse l’impact de la co-expression du récepteur 5-HT2A sur le profil de phosphorylation du récepteur mGlu2 en réponse à différentes stimulations. Parmi les 5 sites de phosphorylation identifiés, la phosphorylation de la Ser843 est potentialisée en réponse à la stimulation par un agoniste du récepteur mGlu2 uniquement lorsque le récepteur 5-HT2A est co-exprimé. Ces résultats ont été validés grâce à la génération d’un nouvel anticorps dirigé spécifiquement contre la forme phosphorylée de la Ser843 sur culture cellulaire HEK-293 et in vivo dans le cortex préfrontal de souris, région où les deux récepteurs sont co-exprimés. Des études fonctionnelles ont démontré que la phosphorylation de la Ser843 est nécessaire à la potentialisation de l’activité Gi/o du récepteur mGlu2 en réponse à ses agonistes et constitue un cross-talk fonctionnel entre les deux récepteurs puisque les agonistes du récepteur 5-HT2A stimulent également la phosphorylation de la Ser843 du récepteur mGlu2. Ainsi, mes résultats de thèse ont permis d’identifier la phosphorylation du récepteur mGlu2 sur la Ser843 comme un événement moléculaire clé du cross-talk fonctionnel avec le récepteur 5-HT2A et apporte un élément important dans la compréhension du mode d’action des antipsychotiques atypiques et de nouvelle génération. / The serotonin 5-HT2A and glutamate mGlu2 receptors keep on attracting particular attention given their implication in psychosis associated with schizophrenia and in the mechanism of action of atypical antipsychotics and of a new class of antipsychotics, respectively. Though atypical antipsychotics, targeting 5-HT2A receptor, are efficient against positive symptoms, these drugs do not act against negative, cognitive symptoms and display many side effects. Since the 90’s, new classes of antipsychotics triggering glutamatergic system, in particular mGlu2 receptor, have been developed. Their clinical trials have shown efficacy only in patients who have not been previously treated with atypical antipsychotics. This suggests a strong interaction between 5-HT2A and mGlu2 receptors in the mechanism of action of both classes of antipsychotics. Moreover, a large body of evidence indicates the presence, in prefontal cortex, of 5-HT2A/mGlu2 heteromer that is important for the response to hallucinogens and antipsychotics targeting one receptor or the other. Thus, in view of the importance of the phosphorylation profile adopted by G-protein coupled receptor (GPCR) on their activity, I characterized the impact of 5-HT2A receptor co-expression on the phosphorylation profile of mGlu2 receptor in response to various stimulations. Among the five identified phosphorylated residues, the phosphorylation of Ser843 increases upon mGlu2 receptor stimulation only when the 5-HT2A receptor is co-expressed. A new antibody against the phosphorylated form of Ser843 confirmed these results in HEK-293 cells and in mouse prefrontal cortex, area where both receptors are co-expressed. Functional studies demonstrated that Ser843 phosphorylation is necessary to enhance Gi/o signaling of mGlu2 receptor and constitutes a functional crosstalk between 5-HT2A and mGlu2 receptor since 5-HT2A receptor agonists also stimulate Ser843 phosphorylation. Collectively, my thesis findings identify mGlu2 receptor phosphorylation at Ser843 as a key molecular event of the functional crosstalk with 5-HT2A receptor that might be critical to understand the mechanism of action of atypical and potential future antipsychotics treatments.

Le maintien d'un potentiel de membrane de repos négatif est à la base de l'excitabilité neuronale. Ce potentiel négatif est généré par un courant de fuite de potassium induit par les canaux potassiques à deux domaines pore (K2P). Ils se sont révélés impliqués dans de nombreux mécanismes physiologiques et physiopathologiques tels que la dépression, la neuroprotection contre les ischémies, l'anesthésie, la migraine et la perception de la douleur. L'hétéromultimérisation est un mécanisme couramment utilisé dans la nature pour augmenter la diversité fonctionnelle des complexes protéiques. Par exemple, avec 15 gènes classés en 6 sous-familles, les canaux K2P pourraient générer 120 combinaisons et, en théorie, chacune d’elles possèderait des caractéristiques bien distinctes. Ici, nous avons d’abord étudié la capacité des membres de la même sous-famille K2P (sous-famille TREK) à s’assembler pour former des hétéromères fonctionnels dotés de nouvelles propriétés. En alliant l’optopharmacologie, une technique de précipitation de molécules uniques (SiMPull) et une technique de co-localisation à l’échelle de la molécule unique à la membrane plasmique, nous avons déterminé l’existence ainsi que la stœchiométrie des complexes créés entre TREK1, TREK2 et TRAAK. Nous avons caractérisé fonctionnellement les hétérodimères et avons constaté qu'ils formaient tous des canaux sélectifs au potassium rectifiant vers l'extérieur avec une sensibilité à la tension et aux pH variables. Ayant constaté que l’hétéromérisation est possible dans la même sous-famille, nous nous demandons si cela peut être fait entre membres de familles différentes et quelles pourraient en être les conséquences pathophysiologiques. Nous avons trouvé que TREK1 et TREK2 sont capable d’hétéromériser avec le canal plus distant TRESK, un canal K2P impliqué dans la migraine. Chez l'homme, la mutation TRESK-MT, une délétion de 2 paires de base (F139WfsX24) qui induit la formation de TRESK-MT1, un dominant négatif de TRESK, a été corrélé à la migraine. De manière surprenante, nous avons découvert que cette délétion induit un site alternatif de traduction (fsATI), menant à la formation d’un second fragment de TRESK, TRESK-MT2 qui s’assemble spécifiquement avec TREK1 et TREK2. Cet assemblage induit l’extinction des courants TREK, ce qui va augmenter l’excitabilité des neurones trijumeaux, une composante clé dans l’induction de la migraine, à l’origine du phénotype migraineux observé. Ensemble, ces résultats démontrent que l’hétéromérisation des canaux K2P n’est pas rare et doit être considérée pour comprendre leurs fonctions pathophysiologiques. Enfin, les analyses génétiques des mutations liées à des pathologies devraient désormais prendre en compte les fsATI. / Maintenance of a negative resting membrane potential underlies the basis of neuronal excitability. This negative potential is generated by a potassium leak current mediated by two-pore-domain potassium channels (K2P). Over the years, they have been shown to be involved in many physiological and pathophysiological mechanisms such as depression, neuroprotection, anesthesia, migraine and pain perception. Heteromultimerization is a mechanism commonly used to increase the functional diversity of protein complexes. For example, with 15 genes classified in 6 subfamilies, the K2P channel family can potentially generates 120 combinations and, in theory, each of them would show different functional properties. Here, we first investigated the ability of the members from the same K2P subfamily (TREK subfamily) to assemble and form functional heteromeric channels with novel properties. Using single molecule pulldown (SiMPull) from HEK cell lysates, subunit counting in the plasma membrane of living cells and opto-pharmacology, we show that the TREK channel members TREK1, TREK2, and TRAAK readily co-assemble. We functionally characterized the heterodimers and found that all combinations form outwardly rectifying potassium-selective channels but with variable voltage sensitivity and pH regulation. Having found that heteromerization is possible within the same subfamily we wonder if it can happen between members from different subfamilies with lower sequence homology and what could be the pathophysiological consequences. We found that TREK1 and TREK2 are able to heterodimerize with the distantly-related TRESK, a two-pore-domain K+ channel implicated in migraine. Notably, in humans, TRESK-MT, a 2 bp frameshift mutation (F139WfsX24), which induced the formation of TRESK-MT1 a dominant negative for TRESK, was found to perfectly segregate with typical migraine in a large pedigree. Strikingly, we found that the 2 bp frameshift mutation induced an alternative translation initiation (fsATI) which leads to the translation of a second TRESK fragment, termed TRESK-MT2. We show that by co-assembling with and inhibiting TREK1 and TREK2, TRESK-MT2 increases trigeminal sensory neuron excitability, a key component of migraine induction, leading to a migraine-like phenotype. Together these findings demonstrate that K2P heteromerization is not rare and needs to be considered to understand their pathophysiological functions and that genetic analysis of disease-related mutations should consider fsATI as a distinct class of mutations.

Les canaux ioniques sont exprimés dans tous les types cellulaires, des plantes à l’Homme, où ils sont impliqués dans de nombreux processus physiologiques. Parmi ces canaux, les canaux potassiques à deux domaines pore ou K2P forment des dimères qui produisent des courants de fond, contrôlant le potentiel de repos de la membrane et ainsi l’excitabilité cellulaire. De ce fait, ils jouent un rôle dans de nombreuses fonctions physiologiques et pathophysiologiques telles que la respiration, la nociception ou la dépression et sont de plus en plus considérés comme des cibles thérapeutiques intéressantes pour le traitement de ces pathologies. La structure de ces canaux est une caractéristique importante à considérer pour le développement de nouveaux médicaments mais les mécanismes et les régulations qui contrôlent leur activité sont peu connus.Durant mon doctorat, nous avons démontré que les canaux K2P, en particulier les sous-familles THIK et TREK, peuvent s’assembler avec un autre canal de la même sous-famille pour former un hétérodimère fonctionnel. Nous avons tout d’abord prouvé que les canaux interagissent physiquement en combinant biochimie, immunocytochimie, FRET ainsi que l’électrophysiologie. De manière intéressante, les hétérodimères ont des conductances, des régulations et une sensibilité aux agents pharmacologiques différentes de celles des canaux homodimères.Ces études montrent que la famille des canaux K2P est plus étendue et diversifiée que ce qu’il avait été attendu. La combinaison de ces canaux au sein de la même sous-famille permet de créer de nouveaux canaux fonctionnels aux propriétés originales et donc de nouvelles cibles thérapeutiques / Potassium channels are highly conserved among organisms, from plants to humans, where they are involved in several functions. Among them, the two pore domain potassium channels or K2P channels are dimers that produce background channels to control membrane resting potential and thus cell excitability. They are involved in physiological functions and diseases such as breathing, nociception or depression. They are now more and more considered as important therapeutic targets for the development of new drugs targeting these diseases. Structure-function relationship of ion channels is an important feature for the drug design but we only know little about mechanisms and regulations that control the activity of K2P channels.During my PhD, we showed that K2P channels and particularly subunits of THIK and TREK subfamilies channels can also form functional heterodimers with other subunits of the same subfamily. We first proved that subunits physically interact combining biochemistry, immunocytochemistry, FRET and electrophysiology. Interestingly, heterodimers display specific conductances, regulations and pharmacology compared to homodimers.These studies showed that the diversity and number of K2P channel conductances are larger than expected. In conclusion, mixing among subunits from the same subfamily form new channels with unique properties and so new therapeutic targets

G protein-coupled receptors (GPCRs) are heptahelical, transmembrane proteins that mediate a plethora of physiological functions by binding ligands and releasing G proteins that interact with downstream effectors. GPCRs signal as monomers, complexes of the same receptor subtype (homomers), or complexes of different receptor subtypes (heteromers). Recently, heteromeric GPCR complexes have become attractive targets for drug development since they exhibit distinct signaling and cell-specific localization from their homomeric counterparts. Yet, the effect of heteromerization on the pharmacology of many GPCR homomers remains unknown. Therefore, we have undertaken the task to examine the effect of heteromerization on Gs signaling through the adenosine 2A receptor (A2AR) and Gi signaling through the dopamine type 2 receptor (D2R) since the A2AR-D2R heteromer is an emerging therapeutic target for Parkinson’s disease (PD). We examined the effect of heteromerization on A2AR and D2R homomeric signaling using electrophysiology and the Xenopus laevis oocyte heterologous expression system. G protein-coupled inwardly rectifying potassium channels (GIRKs) were used as reporters for Gi signaling because activation leads to direct Gbeta-gamma (Gβγ)-mediated stimulation of the GIRK current. We also coupled GIRK channels to Gs signaling by overexpressing Gαs and signaling throughGαsβγ. Our electrophysiological assay is innovative because it allows us to optimize the conditions of heteromerization and directly observe GPCR signaling at the G protein level. Our data demonstrate that heteromer formation alone decreases dopamine-elicited Gi signaling through the D2R and CGS-21680-elicited Gs signaling through the A2AR. Furthermore, this reciprocal antagonism was predominately due to changes in efficacy versus potency. We also examined crosstalk observing that applying agonists or antagonists to the adjacent receptor further modulate this inhibition with the combination of agonists and antagonists relieving inhibition. Mutating the A2AR-D2R heteromer interface abrogated all of the aforementioned ligand-induced effects on G protein signaling through the A2AR-D2R heteromer. We are currently aiming to validate our results from the oocyte experiments with an in vivo model. Our data further elucidate the effect of various ligands on G protein signaling through the A2AR- D2R heteromer, which may facilitate future studies that examine A2AR-D2R heteromer signaling.

Le récepteur de chimiokine CXCR3 est un récepteur couplé à la protéine G (RCPG) exprimé, entre autre, sur les cellules T activées lors d’une réponse immune. CXCR3 est activé par trois ligands inductibles par l’interféron-γ (CXCL9, 10, 11) et, plus récemment, il a été découvert que CXCL4 liait CXCR3. Nous savons que CXCR3 joue un rôle dans la chimiotaxie des leucocytes, mais peu d’attention a été portée sur la signalisation biaisée induite par ces quatre ligands. Alors que l’homodimérisation entre récepteurs de chimiokine est un concept grandement observé, l’hétéromérisation entre deux récepteurs reste un domaine de recherche active. La signalisation biaisée et l’hétéromérisation ont été testées grâce à la technique de bioluminescene resonance energy transfer (BRET) dans des cellules HEK293E. Nous présentons une caractérisation pharmacologique des quatre ligands de CXCR3 et démontrons l’hétéromérisation de CXCR3 avec CXCR4 et avec CXCR7. Nos résultats suggèrent que les ligands de CXCR3 n’agissent pas de manière redondante. / The chemokine receptor CXCR3 is a G-protein-coupled receptor (GPCR) rapidly induced on naïve T cells upon activation. CXCR3 is activated by three interferon-γ inducible ligands (CXCL9, 10, 11) and, more recently, CXCL4 has been discovered as a functional ligand for CXCR3. It is known that CXCR3 acts as a chemotactic receptor, but limited attention has been directed to the biased signaling induced by all four ligands. Chemokine receptor homodimerization is now a widely accepted concept, but the extent to which heterodimerization is prevalent remain matter of active research. In this work, biased signalling and heterodimerization were assessed with bioluminescence resonance energy transfer (BRET) in HEK293E cells. We present pharmacological characterization of all four ligands of CXCR3 and heterodimerization of CXCR3 with CXCR4 or CXCR7. Our results suggest that CXCR3 ligands are not redundant and that CXCR3 heterodimerizes with CXCR4 and with CXCR7.

Abstract Adenosine receptors are heterotrimeric guanine nucleotide-binding (G protein)-coupled receptors (GPCRs) that mediate the effects of the endogenous agonist adenosine. The adenosine A3 receptor (A3R) is the least explored among the four human adenosine receptor subtype members (A1, A2A, A2B and A3) and it is implicated in both neuroprotective and neurodegenerative effects. During the course of this work, the production of the recombinant human A3R in yeast and insect cells was evaluated and heteromerization between the human adenosine A2A receptor (A2AR) and the dopamine D2 receptor (D2R) was studied. A3R with carboxyl-terminal GFP tag was expressed in the yeast Saccharomyces cerevisiae upto 15 mg per litre of culture. Another yeast Pichia pastoris increased the expression up to 108 mg/L of the same receptor when grown in bioreactors. Despite the very high expression levels, purification of A3R from both yeasts was a daunting task, as the aggregation of the receptor could not be averted. In this study, insect cells have been found out to be more suitable host for A3R expression: 10µg of the monomeric A3R could be purified from one liter of insect cell culture. For successful crystallization thermostability of the A3R was to be improved. This work has demonstrated that insertion of T4L, a fusion protein, in the third intracellular loop of A3R increased the thermostability of the receptor by 10°C. As a next step, the combination of point mutations based on alanine-scanning mutagenesis and a fusion protein approach could be useful to stabilize and further crystallize the A3R. This work has demonstrated that the amounts of A3R expressed in insect cells and the final yield of the receptor isolated by affinity purifications, forms a good basis for the beginning of biochemical characterization Receptor heteromerization is a mechanism used by GPCRs to diversify their signaling properties and functions. The human A2AR and D2R heteromers exist in the GABAergic enkephalinergic neurons. The domains responsible for forming intermolecular contacts were purified from Escherichia coli (E. coli). Using biochemical/biophysical techniques such as native-PAGE and mass spectrometry, It was validated that purified carboxyl-terminus of the A2AR and the 3rd intracellular loop of D2R form heterodimers. The investigation of purified calmodulin protein binding to the 3rd intracellular loop of D2R showed that the protein-protein interactions are calcium dependent. / Tiivistelmä Adenosiinireseptorit kuuluvat G-proteiinikytkeiset reseptorit (GPCR:t) proteiiniperheeseen. Adenosiinireseptorit välittävät endogeenisen ligandinsa adenosiinin vaikutuksia solukalvolta solunsisäisiin signaalijärjestelmiin. Adenosiini A3 reseptori (A3R) on adenosiinireseptorien neljästä alatyypistä (A1, A2A, A2B ja A3) vähiten tutkittu. Aikaisempien tutkimusten perusteella A3 reseptori yhdistetään sekä hermosoluja suojaaviin että rappeuttaviin tapahtumiin. Tässä työssä arvioitiin sekä ihmisen rekombinantti-A3R:n tuottumista hiiva- ja hyönteissoluissa että tutkittiin ihmisen adenosiini A2A reseptorin (A2AR) ja dopamiini D2 reseptorin (D2R) heteromerisoitumista. Rekombinantti A3 reseptori- vihreä fluoresoiva proteiini (GFP) fuusioproteiinia tuotettiin Saccharomyces cerevisiae -hiivassa 15 mg litrassa kasvatusliuosta. Pichia pastoris -hiivakanta taas kasvatti saman reseptorin tuottumista aina 108 mg/l saakka, kun tuotto tehtiin bioreaktorissa. Hyvin korkeasta tuottotasosta huolimattaA3R:n puhdistus hiivasta oli ylitsepääsemätön tehtävä, sillä reseptorin saostumista ei voinut välttää. Työssä havaittiin, että hyönteissolut sopivat paremmin A3R:n tuottoon: noin 10 µg monomeerista A3R:a voitiin puhdistaa litran hyönteissoluviljelmästä. Reseptorin stabiilisuuden lisääminen helpottaa reseptorin biokemiallista ja biofysikaalista karakterisointia. Tässä työssä osoitettiin, että T4L-proteiinin lisääminen A3R:n kolmannen solunsisäisen silmukan paikalle lisää reseptorin lämpöstabiilisuutta 10 °C. Jatkotutkimuksissa voitaisiin käyttää alaniiniskannausmutageneesiin perustuvien pistemutaatioiden ja fuusioproteiinin yhdistelmää A3R:n lisästabilointiin ja kiteytykseen. Tämän työn perusteella määrät, joilla A3R tuottuu hyönteissoluissa ja jotka saadaan eristettyä affiniteettipuhdistuksilla, muodostavat hyvän perustan proteiinin biokemialliselle karakterisoinnille. Reseptorin heteromerisoituminen on GPCR:en käyttämä mekanismi signalointiominaisuuksien ja toimintojen monipuolistamiseksi. Ihmisessä A2AR ja D2R heteromeereja on GABAergisissä enkefalinergisissä hermosoluissa. Molekyylien välisiin kontakteihin osallistuvat domeenit puhdistettiin Escherichia coli (E. coli) -bakteerista. Biokemiallisia ja biofysikaalisia tekniikoita kuten natiivi-PAGE:a ja massaspektrometriaa käyttäen vahvistettiin, että puhdistettu A2AR:n karboksiterminaalinen osa ja D2R:n kolmas solunsisäinen silmukka muodostavat heterodimeereja. Myös tutkittaessa puhdistetun kalmoduliini-proteiinin sitoutumista D2R:n kolmanteen solunsisäiseen silmukkaan osoitettiin proteiini-proteiini -vuorovaikutuksen olevan kalsiumista riippuvainen.

Abstract The opioid receptors (δ, κ and μ) are family A G protein-coupled receptors (GPCRs) that have an important role in the regulation of pain. Like all GPCRs they have a common structure that consists of seven transmembrane domains with an extracellular amino (N)-terminus and an intracellular carboxyl-terminus. The human δ opioid receptor (h(δOR) has two polymorphic variants. A single-nucleotide polymorphism causes replacement of Phe with Cys at the amino acid position 27 in the receptor N-terminus. The allelic frequency of hδORCys27, the less common variant, is about 10% in Caucasians. In this study, the two hδOR variants were expressed in heterologous expression systems and their biosynthesis was characterized in detail using various cell biological and biochemical techniques. In particular, the role of receptor heteromerization and opioid receptor pharmacological chaperones in processing, maturation and trafficking of the variants was assessed. The hδOR variants showed significant differences in maturation and trafficking. The hδORCys27 had a significantly lower maturation efficiency compared with hδORPhe27. In addition, long-term receptor expression led to the accumulation of hδORCys27 in the endoplasmic reticulum (ER) and also impaired receptor targeting to ER-associated degradation. The hδOR variants also differed at the cell surface, as the hδORCys27 variant was internalized constitutively in a faster and more extensive manner than hδORPhe27. However, the variants had similar pharmacological properties and activated G proteins in an identical manner. This study also showed that hδORCys27 acted in a dominant negative manner and redirected some hδORPhe27 precursors to degradation. This resulted in impaired plasma membrane expression of hδORPhe27 in co-transfected cells. The hδOR variants were found to form heteromers early in the secretory pathway, which is the most likely reason for the dominant negative behavior of hδORCys27 on hδORPhe27. The mechanism of action of opioid receptor pharmacological chaperones, membrane-permeable opioid ligands, was investigated in detail using hδORCys27 and its mutant form hδORCys27-(Asp95Ala) as models. Opioid antagonists were found to be able to bind to and stabilize receptor precursors in the ER and enhance their dissociation from the ER molecular chaperone calnexin. This led to an increase in the number of receptors at the plasma membrane. In addition, hδORPhe27, like hδORCys27, was responsive to antagonist treatment whether the variants were expressed together or individually. / Tiivistelmä Opioidireseptorit kuuluvat G-proteiinikytkentäisiin reseptoreihin, ja niillä on tärkeä rooli kipuaistimuksen säätelyssä. Ne ovat solukalvoproteiineja, joiden aminohappoketju läpäisee kalvon seitsemän kertaa. Reseptorien aminoterminaalipää sijaitsee solun ulkopuolella ja karboksiterminaalipää solun sisällä. Ihmisen δ-opioidireseptori esiintyy kahtena polymorfisena muotona, Phe27:nä ja Cys27:nä, joissa aminohappo 27 on joko fenyylialaniini (Phe) tai kysteiini (Cys). Cys27 on harvinaisempi muoto, ja sen yleisyys on noin 10 % eurooppalaista alkuperää olevalla väestöllä. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia δ-opioidireseptorin varianttimuotojen biosynteesiä reseptoriproteiinia tuottavissa heterologisissa solumalleissa (HEK293- ja SH-SY5Y-solut) solubiologisilla ja biokemiallisilla menetelmillä.. Väitöskirja osoittaa, että δ-opioidireseptorin varianttimuotojen välillä on eroa prosessoinnissa. Cys27-varianttia kuljetetaan endoplasmakalvostosta solun pinnalle vähemmän kuin Phe27-varianttia, ja pitkäaikainen reseptorituotanto johtaa vastasyntetisoituneiden reseptorien kerääntymiseen solun sisälle. Samalla reseptorien ohjaus proteasomihajotukseen heikkenee. Soluissa, jotka tuottavat molempia varianttimuotoja samanaikaisesti, Cys27-variantin havaittiin ohjaavan myös Phe27-varianttia proteasomihajotukseen vähentäen sen kuljetusta solun pinnalle. Tämä Cys27-variantin dominanttinegatiivinen ominaisuus johtuu todennäköisesti siitä, että variantit muodostavat dimeerisen rakenteen endoplasmakalvostossa. Havaittiin myös, että Cys27-varianttireseptorit ohjataan solun pinnalta lysosomihajotukseen tehokkaammin kuin vastaavat Phe27-varianttimuodot. Prosessointieroista huolimatta variantit eivät poikkea toisistaan farmakologisilta ominaisuuksiltaan, ja ne aktivoivat G proteiineja samalla tavalla. Väitöskirjassa tutkittiin myös farmakologisten kaperonien toimintamekanismeja käyttämällä mallina δ-opioidireseptorin Cys27-varianttia ja sen pistemutaatiota (Asp95Ala). Farmakologisten kaperonien eli reseptorispesifisten ligandien todettiin sitoutuvan reseptoreihin endoplasmakalvostossa ja stabiloivan niiden rakennetta, mikä vähentää reseptorin ja proteiinien laadunvalvontaan osallistuvan kaperonin, kalneksiinin, välistä vuorovaikutusta. Tämä johtaa reseptorien määrän kasvuun solun pinnalla.