search
ruРусский
banner
Дом / Блог / Механизм антитела
Блог
pageSearch
Последние новости

Механизм антитела

Oct 15, 2023Oct 15, 2023

Nature Communications, том 14, номер статьи: 1705 (2023) Цитировать эту статью

5045 Доступов

20 Альтметрика

Подробности о метриках

Бактериальные патогены развили сложные механизмы обхода иммунной системы человека, включая выработку иммуномодулирующих ферментов. Серотипы Streptococcus pyogenes секретируют две мультимодульные эндо-β-N-ацетилглюкозаминидазы, EndoS и EndoS2, которые специфически дегликозилируют консервативный N-гликан в Asn297 на Fc IgG, отключая опосредованные антителами эффекторные функции. Среди тысяч известных углевод-активных ферментов EndoS и EndoS2 представляют собой лишь несколько ферментов, специфичных для белковой части гликопротеинового субстрата, а не только для гликанового компонента. Здесь мы представляем криоЭМ-структуру EndoS в комплексе с Fc-фрагментом IgG1. В сочетании с малоугловым рентгеновским рассеянием, аланиновым сканирующим мутагенезом, измерением гидролитической активности, анализом кинетики ферментов, ядерным магнитным резонансом и молекулярной динамикой мы установили механизмы узнавания и специфического дегликозилирования антител IgG с помощью EndoS и EndoS2. Наши результаты обеспечивают рациональную основу для разработки новых ферментов с селективностью к антителам и гликанам для клинических и биотехнологических применений.

Streptococcus pyogenes (стрептококк группы А; GAS) представляет собой грамположительную патогенную бактерию, вызывающую опасные для жизни состояния и постинфекционные заболевания иммунной системы, а также легкие инфекции кожи и верхних дыхательных путей1. Чтобы обойти иммунную систему и облегчить колонизацию хозяина, GAS использует большое разнообразие механизмов, в первую очередь секрецию ферментов, которые избирательно инактивируют ключевые молекулы иммунной системы, такие как антитела иммуноглобулина G (IgG) (рис. 1а)2. EndoS3 и EndoS24 представляют собой эндо-β-N-ацетилглюкозаминидазы (ENGазы), продуцируемые различными серотипами GAS, которые гидролизуют Asn297-связанный N-гликан на кристаллизующейся фрагментной (Fc) области антител IgG. EndoS секретируется несколькими серотипами GAS, включая M1, тогда как EndoS2 секретируется исключительно серотипом M49 GAS4. Эти ENGазы являются наиболее известными представителями редкого класса углеводно-активных ферментов, которые специфичны для белкового компонента гликопротеинового субстрата, а не только для гликанового компонента; механизм специфичности белков этого класса ферментов пока не описан. Связанный с Asn297 N-гликан необходим для связывания IgG с рецепторами Fc γ (FcγR) и комплемента C1q, которые запускают опосредованные антителами эффекторные функции5,6,7,8. Активность этих ферментов тем самым отменяет эффекторные функции, опосредованные Fc-областью антител IgG, повышая выживаемость и вирулентность бактерий9. Соответственно, было показано, что IgG-специфические ENGазы улучшают течение аутоиммунных заболеваний на различных моделях животных10,11,12,13. Кроме того, EndoS и EndoS2 являются мощными инструментами химиоферментативного синтеза антител с гомогенными гликоформами14,15,16,17 и конъюгатами лекарств18,19. N-гликаны области Fc антител IgG в сыворотке состоят из более чем 33 различных гликоформ20, и их уникальные химические структуры модулируют эффекторные функции, изменяя связывание Fc с FcγR, а также стабильность и период полураспада антитела21. Терапия на основе антител, один из наиболее известных и расширяющихся классов лекарств, используемых для лечения различных заболеваний человека, включая рак, аутоиммунитет и инфекционные заболевания22, производится с использованием гетерогенных гликоформ, что влияет на их безопасность и эффективность21. EndoS и EndoS2 особенно полезны для ремоделирования Fc-гликанов из-за строгой специфичности обоих ферментов в отношении интактных антител IgG и открытия соответствующих мутантов гликосинтазы, которые способны переносить гомогенный N-гликан в антитела IgG с использованием химиоферментативного подхода23,24 ( рис. 1б). Получение антител с определенными гликоформами имеет решающее значение не только для понимания роли каждой гликоформы в функции антител, но также для производства антител с определенными терапевтическими, диагностическими и фармакокинетическими свойствами25.

 1.5 was reached. Ampicillin (100 µg/mL) was used as selecting agent through the expression. Unless otherwise stated, bacteria were grown at 37 °C under shaking (220 rpm). Cells for inoculation of 10 mL M9+/D2O minimal medium with a starting OD600 of 0.1 were harvested by centrifugation, and excess of TB medium was removed. In all M9+/D2O minimal media, 3 g L−1 of 15N-ammonium chloride (Deutero) and 3 g L−1 of deuterated 12C-glucose (1,2,3,4,5,6,6-d7, Deutero) were used as the principal nitrogen and carbon sources, respectively. The next morning 2 mL of the starter culture were spin-down, supernatant was removed, and cells were transferred into 20 mL of freshly prepared M9+/D2O minimal medium. When an OD600 of 0.4 was reached, the culture volume was increased to 90 ml and cells were grown until an OD600 of 0.6–0.8 was reached. At this point, the temperature of the incubator was reduced to 16 °C and 10 mL of M9+/D2O minimal medium containing the desired labeled precursors and amino acids were added86. Amounts of isotopically labeled precursors for selective methyl labeling are given in Supplementary Table 4. Protein expression was induced with the addition of 1 mM or 0.5 mM isopropyl β-D-1-thio-galactopyranoside (IPTG) for EndoS2 or EndoBT constructs, respectively. Cells were harvested when the maximal cell density was reached and stored at -20 °C. Labeled protein was purified28,42 and stored at 4 °C./p>

Предыдущий: Раскрытие структуры и роли Mn и Ce для снижения выбросов NOx в приложениях Следующий: Разрушение лигнина анаэробными грибами
Отправить запрос
Отправлять