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高福院士解析重要免疫分子

日期:2014-05-21 00:00:00

由中科院微生物研究所高福(George F. Gao)院士领导的研究小组发现,成对免疫球蛋白样受体α (PILRα)和β (PILRβ)均采用了典型的唾液酸结合性免疫球蛋白样凝集素(Siglec)折叠方式,为结合唾液酸提供了结构基础。这些研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

PILRα和PILRβ属于PILR家族,是在不同的物种中参与先天免疫调控的两种重要表面分子。当配体结合时,PILRα和PILRβ传送对立的信号来调控宿主免疫反应。尽管它们具有高度的序列一致性,PILRα和PILRβ具有不同的唾液酸(sialic acid,SA)结合亲和力。

为了探究这种相互作用的分子基础,研究人员解析了分辨率分别为1.6埃和2.2埃的PILRα及PILRβ的晶体结构。结果表明两种分子均采用了典型的唾液酸结合性免疫球蛋白样凝集素折叠方式,并利用了一种疏水键来代替唾液酸结合性免疫球蛋白样凝集素特异性的二硫键从而稳定蛋白质。

进而,研究人员利用1型单纯疱疹病毒(HSV-1)的糖蛋白B(gB)作为代表分子,研究了PILR与SA的互作。采用定点诱变方法,他们证实PILRα表面上的三个残基Y2、R95和W108形成了与唾液酸结合性免疫球蛋白样凝集素上唾液酸结合位点相当的位点,但它们是以一种独特的线性模式排列。

PILRβ的其中一个残基(L108)不同于PILRα,这这说明了它为何无法结合糖蛋白B。将PILRβ的L108残基突变为色氨酸可以恢复与糖蛋白B的结合能力。随后,研究人员进一步解析了这一PILRβ突变体与SA形成复合物的结构,揭示出了介导PILR/ SA识别的原子细节。与单体PILR结构相比较,复合物结构中的氨基酸Y2改变了定向,由此破坏了PILR残基Y2、R95和W108的线性排列。

新研究首次系统地调查并清楚地阐明了了PILR受体的SA识别机制,并为了解PILR相关的配体结合铺平了道路。

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