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Fc受体(FcR)为特异亲和免疫球蛋白(Ig)Fc片段的细胞表面分子,广泛表达于免疫辅助细胞和效应细胞,具有许多重要的生理功能,是体液免疫与细胞免疫的联系纽带,在机体免疫调节中起关键作用。抗体介导的炎性反应可通过激活型和抑制型FcR进行调节,因此FcR是治疗过敏和自身免疫性疾病理想的药物靶标。本研究利用化学合成多肽鉴定了牛IgGFc受体(FcγR)的线性配体结合表位,并分析了结合牛IgG的关键氨基酸残基,是首次开展FcR线性配体结合表位的探索研究,对深入了解FcγR-IgG相互作用的分子基础有重要意义,为FcR靶标药物的分子设计提供新的思路。
牛IgG2Fc受体(boFcγ2R)是一类新型的FcγR,与人IgAFc受体(huFcαRⅠ)同源,胞外区含有2个Ig样结构域,通过远膜端结构域(EC1)与牛IgG2特异结合。为在细胞表面表达受体分子,将boFcγ2R编码区cDNA亚克隆到真核表达载体pcDNA3,转染COS-7细胞,通过G418抗性筛选和连续克隆化,获得了稳定表达boFcγ2R的转染细胞株,牛IgG2致敏鸡红细胞(IgG2-RBC)的玫瑰花环形成率达90%左右,为boFcγ2R的功能研究提供了良好的技术平台。将boFcγ2R胞外区cDNA亚克隆到原核表达载体pET-28a,在大肠杆菌中高效表达了boFcγ2R胞外区,以快速稀释复性方法从包涵体变性蛋白中回收了具有良好结合活性的boFcγ2R重组蛋白。为鉴定boFcγ2R的线性配体结合表位,在EC1结构域设计合成boFcγ2R多肽,偶联于载体蛋白BSA;以Dot-blot检测偶联多肽与牛IgG2的结合,并对阳性多肽进行进一步缺失和突变分析。boFcγ2R的82-85位多肽FIGV具有特异结合牛IgG2的能力,为最短的IgG2有效结合多肽,表明boFcγ2R上存在牛IgG2的线性结合表位,位于受体EC1结构域的F-G环;多肽突变分析表明,boFcγ2R线性配体结合表位的Phe82、Ile83和Val85是结合牛IgG2的关键氨基酸残基。含有boFcγ2R线性配体结合表位的偶联多肽FIGVNW不仅有效抑制牛IgG2与可溶性boFcγ2R的结合,而且对boFcγ2R转染细胞表面的IgG2-RBC玫瑰花环形成也具有良好的抑制功效,表明该配体结合表位多肽具有调节牛IgG2与细胞表面boFcγ2R结合的能力,可用于FcR靶标药物的研究开发。
牛IgGFc受体Ⅰ(boFcγRⅠ)与人FcγRⅠ(CD64)同源,为牛IgG的高亲和力受体,胞外区含有3个Ig样结构域,能高亲和力结合牛IgG单体。将boFcγRⅠ编码区cDNA亚克隆到表达载体pcDNA3,在COS-7细胞表面表达受体分子,通过玫瑰花环试验测定boFcγRⅠ的配体特异性,IgG1-RBC在boFcγRⅠ转染细胞上形成明显的玫瑰花环,但未发现IgG2-RBC结合,提示boFcγRⅠ特异亲和牛IgG1而不结合牛IgG2。将boFcγRⅠ胞外区cDNA亚克隆到原核表达载体pGEX-6P-1,在大肠杆菌BL21中表达了boFcγRⅠ胞外区,但未能从包涵体中有效复性boFcγRⅠ重组蛋白。为鉴定boFcγRⅠ的线性配体结合表位,在EC2结构域设计合成boFcγRⅠ多肽,Dot-blot结果显示boFcγRⅠ的142-149位多肽TNLSHNGI是特异结合牛IgG1的最短有效多肽,为boFcγRⅠ的线性配体结合表位,位于受体EC2结构域E-F环;多肽突变分析表明,boFcγRⅠ线性配体结合表位的Thr142、Asn143、Leu144、Gly148和Ile149是结合牛IgG1的关键氨基酸残基。
牛IgGFc受体Ⅱ(boFcγRⅡ)与人FcγRⅡ(CD32)同源,胞外区含有2个Ig样结构域,为牛IgG的低亲和力受体,特异亲和牛IgG1但不结合牛IgG2。为在细胞表面表达受体分子,将boFcγRⅡ编码区cDNA亚克隆到表达载体pcDNA3,转染COS-7细胞,通过G418抗性筛选和连续克隆化,获得了在COS-7细胞表面稳定表达受体分子的boFcγRⅡ转染细胞株,其IgG1-RBC玫瑰花环形成率达90%左右,为boFcγRⅡ的功能研究提供了良好的技术平台。将boFcγRⅡ胞外区cDNA亚克隆到表达载体pcDNA3,转染NS0细胞,利用G418抗性细胞诱生小鼠腹水,以镍螯合层析纯化boFcγRⅡ分泌蛋白,该重组蛋白特异结合牛IgG1。为鉴定boFcγRⅡ的线性配体结合表位,在EC2结构域设计合成boFcγRⅡ多肽,Dot-blot分析表明boFcγRⅡ的122-131位多肽FYQDRKSKIF是特异结合牛IgG1的最短有效多肽,为boFcγRⅡ的线性配体结合表位,位于受体EC2结构域C-C环;多肽突变结果显示,以Ala置换Phe122、Tyr123、Arg126、Lys127、Ser128、Lys129或Phe131均导致boFcγRⅡ线性配体结合表位多肽丧失结合牛IgG1活性,提示boFcγRⅡ线性配体结合表位的上述氨基酸残基为结合牛IgG1的所必需。
牛IgGFc受体Ⅲ(boFcγRⅢ)与人FcγRⅢ(CD16)同源,胞外区含有2个Ig样结构域,也是牛IgG的低亲和力受体。为鉴定boFcγRⅢ的线性配体结合表位,在EC2结构域设计合成boFcγRⅢ多肽,以Dot-blot检测多肽与牛IgG1的结合。结果显示boFcγRⅢ的98-103位短肽AQRVVN具有特异结合牛IgG1的能力,为boFcγRⅢ的线性配体结合表位,位于受体EC2结构域A-B环;突变分析提示,boFcγRⅢ线性配体结合表位的Ala98、Gln99、Val101、Val102和Asn103是结合牛IgG1的关键氨基酸残基。