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973首席科学家Cell子刊发现免疫识别新机制

日期:2013-08-12 00:00:00

生物通报道:来自中国科技大学生命科学学院,中科院微生物研究所等处的研究人员发表了题为“Competition of Cell Adhesion and Immune Recognition: Insights into the Interaction between CRTAM and Nectin-like 2”的文章,解析了细胞粘附分子Necl-2如何竞争性结合上免疫受体CRTAM,从中揭示了一种新型细胞粘附和免疫识别新机制。这一研究成果公布在Structure杂志上。

文章的通讯编辑是中国科学技术大学教授,中科院微生物研究所研究员高福(George F. Gao),高福博士2004年入选中国科学院“百人计划”,2005年获973项目资助(首席科学家),同年获得国家自然科学基金委员会杰出青年基金,2006年获新世纪百千万人才工程国家级人选,2007年获第五届大北农科技奖。目前主要致力于病原微生物与免疫学研究,尤其是应用结构生物学和蛋白质化学对T细胞的分子识别和病毒侵入的分子机制以及流感病毒、猪链球菌、PRRSV的基础研究。

Nectin蛋白是近年来新发现的一种细胞黏附分子,它在不需要Ca2+的情况下参与细胞间的黏连。Nectin蛋白家族共有四个成员:nectin-1、nectin-2、nectin-3和nectin-4,它们具有相似的结构特征。此外还有一些Nectin样蛋白(nectin-like proteins),比如Nectin样蛋白2 (Necl-2) 能作为免疫系统的配体,与免疫受体CRTAM相互作用,主要在细胞毒性淋巴细胞表面表达。

但是关于Necl-2/CRTAM结合模式,以及它们与细胞粘附的关系,至今科学家们还不是很清楚。在这篇文章中,研究人员报道了Necl-2/CRTAM复合物的结构,从中揭示了一些Necl-2/CRTAM作用的分子机制。

研究人员发现与CRTAM结合的Necl-2,能与CRTAM二聚体竞争,Necl-2占据同源二聚体CRTAM表面,令其二聚体结构无法形成。研究人员还通过基因突变和功能分析研究,找到了这种结合方式中的关键氨基酸(双“锁和钥匙”)。

这些研究结果都有助于解析细胞粘附分子Necl-2如何竞争性的结合上免疫受体CRTAM,从中揭示了一种新型细胞粘附和免疫识别新机制。

高福研究组一直致力于Nectin蛋白的研究,他们曾解析了人类nectin-4细胞膜远端结构域与MV-H形成的复合体的结构。分析结果表明 nectin-4通过N末端IgV结构域独特地结合了MV-H β4-β5槽;这一接触界面由疏水性相互作用支配。研究人员发现MV-H的nectin-4结合位点与其他两种受体的结合位点存在广泛重叠。

此外其研究组近期还接连在顶级期刊上发表文章,取得了新型冠状病毒研究的新成果,他们鉴定了S蛋白中负责与CD26结合的部分,即受体结合域 (receptor binding domain of MERS,MERS-RBD);然后成功制备了高纯度的MERS-RBD以及与CD26的蛋白复合物,并获得了高质量的晶体;最终解析了MERS-RBD 单体以及配体/受体复合物的分子结构。MERS-RBD由核心区和外部受体识别区组成,核心区结构与SARS-CoV的刺突分子同源,而外部受体识别区呈现为由β-折叠片构成的独特的结构单元,识别CD26分子“β-螺旋桨”样结构中的IV,V桨页片。CD26属于II型跨膜蛋白,以二聚体形式存在于细胞膜上,MERS-RBD结合在CD26的远膜端,形成类似U-型的分子结构。在病毒配体识别受体的过程中,侧链基团形成的氢键与盐桥等亲水相互作用至关重要。这些分子层面上的互作细节,为设计靶向病毒侵入的小分子药物提供了重要的参考。

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