Crystal structure of the IL-2 signaling complex: paradigm for a heterotrimeric cytokine receptor

doi:10.1073/pnas.0511161103

.2006年2月21日；103(8):2788-93.

doi:10.1073/pnas.0511161103。 Epub 2006年2月13日。

IL-2信号复合物的晶体结构：异三聚体细胞因子受体的范式

黛博拉·J·斯塔伯¹, 埃里克·德布勒, 帕特里夏·A·霍顿, 肯德尔·A·史密斯, 伊恩·威尔逊

附属公司

PMID： 16477002
PMCID公司：项目经理1413841
DOI（操作界面）： 10.1073/pnas.0511161103

IL-2信号复合物的晶体结构：异三聚体细胞因子受体的范式

黛博拉·J·斯塔伯等。美国国家科学院程序. 2006.

.2006年2月21日；103(8):2788-93.

doi:10.1073/pnas.0511161103。 Epub 2006年2月13日。

作者

黛博拉·J·斯塔伯¹, 埃里克·W·德布勒, 帕特里夏·A·霍顿, 肯德尔·A·史密斯, 伊恩·威尔逊

附属

¹斯克里普斯研究所分子生物学系，地址：10550 North Torrey Pines Road，La Jolla，CA 92037，USA。

PMID： 16477002
PMCID公司：项目经理1413841
DOI（操作界面）： 10.1073/pnas.0511161103

摘要

IL-2是一种细胞因子，在免疫系统中起生长因子和中央调节器的作用，并通过配体诱导受体亚单位IL-2Rα、IL-2Rβ和γ（c）的异三聚来调节其作用。在这里，我们描述了人IL-2受体外结构域三聚体与IL-2复合体的晶体结构，分辨率为3.0A。四级结构与从IL-2/IL-2Rα到IL-2/IL-2Rα/IL-2R-β到IL-2/IL-2Rα/IL-2R-γ（c）的逐步组装一致。IL-2Rα亚单位是三种IL-2/IL-2R界面中最大的一种，它与细胞表面IL-2R与IL-2的快速结合率和高亲和力相互作用密切相关。令人惊讶的是，IL-2Rα与IL-2Rβ或γ（c）没有接触，并且在IL-2结构中只观察到对受体结合的轻微变化。这些发现支持了IL-2Rα向信号复合体传递IL-2并作为信号转导调节器的主要作用。最终四元复合物组装中的协同性很容易通过在完全组装的IL-2信号复合物中发现的一组极其广泛的界面来解释，该复合物几乎跨越IL-2Rβ和γ（c）亚单位的整个长度。IL-2螺旋A紧密地楔入IL-2Rβ和γ（c）之间，形成一个三向连接，并结合成复合结合位点，用于最终γ（c。IL-2/γ（c）界面本身具有最小的埋藏表面和复合物中最少的氢键，这与它在其他细胞因子受体复合物中的混杂使用一致。

PubMed免责声明

利益冲突声明

利益冲突声明：未声明冲突。

数字

**图1。**
人类IL-2R信号复合体的结构。所示为侧面(A类)和顶部(B类)四元IL-2信号组件视图。IL-2与IL-2Rβ和γ的肘部区域结合_c（c）IL-2Rα停靠在该组装体的顶部，而不与其他两个受体亚基形成任何接触。六种N-连接碳水化合物（S1到S6）显示为球杆模型。S1位于IL-2Rβ的D1和D2之间，因此有助于稳定特定的D1/D2畴间角。

**图2。**
IL-2Rα和IL-2之间的接口。IL-2/IL-2Rα接口的Open-book表示。静电势映射到分子表面，并在±35kT/eV（蓝色/红色）下绘制轮廓。界面具有疏水中心，两侧有大量盐桥和其他极性接触。这种相互作用的强静电成分用于快速捕获IL-2，从而主导k个_在IL-2与IL-2R结合的速率。

**图3。**
IL-2Rβ与IL-2和γ的界面_c（c）IL-2Rβ（青色/红色）和IL-2（黄色/红色）的界面在三个IL-2/IL-2R界面的埋藏表面积中居中。IL-2的Asp-20和His-16位于结合区的中心，参与许多范德华接触和氢键。界面具有最高数量的氢键，这与其高特异性和低特异性相一致k个_远离的IL-2分离率。与γ接触面积大_c（c）呈棕色，包括两个与IL-2（红色残基）相互作用的残基（红色）。

**图4。**
γ的界面_c（c）IL-2和IL-2Rβ。这个γ_c（c）与IL-2（黄色/红色）的界面（绿色/红色）具有最小的总埋表面积和仅形成两个氢键的特点。引人注目的是，γ的肘部区域_c（c）仅部分与IL-2结合。此外，γ_c（c）显示出较大的肘角，这是I类细胞因子受体的典型特征。这些结构特性可能导致该受体亚单位的杂乱性。与IL-2Rβ的大接触面积呈棕色，包括三个残基（红色），它们也与IL-2（红色残基）相互作用。

**图5。**
IL-2、IL-2Rβ和γ之间的三向连接_c（c）IL-2（黄带代表）、IL-2Rβ和γ_c（c）（表面如图3和图4所示着色）在高亲和力IL-2信号复合物的中心形成三向连接。介导这些接触的残基网络（红色）为IL-2/IL-2R复合物组装中的协同性提供了引人注目的结构基础。

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