跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息,确保你在联邦政府政府网站。

HTTP服务器

该站点是安全的。
这个https(https)://确保您连接到官方网站,并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2002年12月27日;111(7):967-79.
doi:10.1016/s092-8674(02)01194-7。

T细胞受体CD3复合物形成的组织原理

附属公司

T细胞受体CD3复合物形成的组织原理

Matthew E呼叫等。 单元格. .

摘要

T细胞受体(TCR)在免疫系统中起着关键作用,是最复杂的受体结构之一。一个显著的特征是跨膜螺旋中存在九个高度保守的潜在带电残基。以前的模型试图基于这些残基的成对相互作用来解释组装。使用一种新的方法分离完整的放射性标记蛋白复合物,我们证明三个信号二聚体与TCR组装需要一个碱性和两个酸性跨膜残基。这种引人注目的三螺旋排列适用于所有三个组装步骤,代表了这种复杂受体结构形成的组织原理。

PubMed免责声明

数字

图1
图1。内质网中组装的TCR-CD3复合物含有一个TCRαβ异二聚体
(A) 通过顺序非变性免疫沉淀(snIP)分离完整的放射性标记蛋白复合物。非共价蛋白质复合物分析中变性(左侧)与非变性(右侧)顺序免疫沉淀(IP)的概念图。(B) TCR和相关信号二聚体中的潜在带电TM残基。TCR的TM结构域中存在三个保守的碱基残基(TCRα-深蓝色和浅蓝色中的精氨酸和赖氨酸,以及TCRβ中的赖氨酸),而六个酸性残基位于CD3δε、CD3γε和ζζ二聚体的TM结构区。注意,TCRα精氨酸和ζζ的两个酸性残基位于推定TM结构域的上三分之一,而TCRα和β的赖氨酸残基以及CD3δε和γε的酸性残基大致位于中心。(C和D)体外组装TCR-CD3复合物的单步IP和两步snIP分析的比较。(C) 含有编码人类TCRα、TCRβ的mRNA的单一翻译/组装反应,并用链霉亲和素结合肽(TCRβ)标记SBP公司)和CD3γ、δ、ε和ζ链按照实验程序进行。反应分为8种方式,清除的洋地黄裂解物通过单步IP使用针对指定靶点(1、3、4、6和7道)的抗体或对照(c)试剂(2道琼脂糖珠;5道对照山羊多克隆;8道对照mIgG1单克隆抗体)进行分析。(D) 通过顺序非变性IP(snIP)分离完整的TCR-CD3复合物。如(C)所示,进行一次平移/组装反应,共分为5种方式。将膜级分溶解在SDS中并直接作为负载对照(泳道1),或溶解在洋地黄素中并进行SA捕获。用游离生物素从SA珠中洗脱完整的蛋白质复合物,并使用针对指示(2°IP)靶点(3、5、7和9道)的抗体重新沉淀。在对照反应(通道2、4、6、8和10)中,TCRβmRNA没有编码SBP亲和标签。此处和其他地方的装载控制装置约占IP所用起始材料的10%。(E) 核心TCR-CD3复合物包含单个TCRαβ异二聚体。组装反应如(C)所示,包括TCRβ(车道1),TCRβSBP公司(车道2)或两者(车道3-6)。TCRαβ和TCRαβSBP公司(箭头所示)可以在12%十二烷基硫酸钠凝胶上溶解,因为SBP标签的大小(通道1-3)。单β链共沉淀相关CD3多肽的IP,但不包括替代β链(通道4和5)和TCRβSBP公司TCRβsnIP未能恢复任何标记的蛋白质(通道6)。在阳性对照实验(F)中,使用SBP/HA标记对分离包含两个不同CD3ε链的复合物。二硫键连接的CD3ε二聚体(†)的形成是与CD3δε和CD3γε形成的竞争反应,是一种副产物。这个带在其他实验中出现的地方用相同的符号标记。通道7是一个控制反应(*),其中包含每个标记CD3ε链的完整复合物分别组装并在溶解之前混合。
图2
图2。需要一个碱性和两个酸性TM残基的三个TM结构域之间的相互作用
(A) 螺旋轮图显示了TCRαTM区域中两个基本残基的相对位置。位置1(V,缬氨酸)代表膜细胞外(或内质网腔)表面的第一个预测TM残留。进行了一系列实验来检查CD3δε与TCR结合中对碱性和酸性TM残基的需求。(B–D)分析四链TCRαβ-CD3δε络合物,(E和F)证明相同的极性残基与三链TCRβ-CD3δε复合物相关。CD3δ分离出CD3异二聚体个人电脑CD3εsnIP(B、C、E和F)或单个抗CD3ε的IP(D)(每个图像上方显示的IP策略),以确定突变对TCR组装的影响(箭头)。在(B)中,TCR链中的基本TM残基在所有可能的组合中被取代,以评估它们在与CD3δε(R-精氨酸、K-赖氨酸和A-丙氨酸)组装中的作用。TCRαTM赖氨酸对于该组装步骤来说是必要的和充分的,因为只有当该残基被取代时,TCR结合才消失(盒)。当组装反应(E)中省略TCRβ时,也得到了相同的结果。(C和D)CD3δε中的两种酸性TM残基都需要与TCR结合。当天冬氨酸残基被丙氨酸取代时[DA] 严重减少或消除TCR关联,用天冬酰胺保守替代[DN] 在任一CD3链中都有显著的耐受性,但不是两者都有。(D) 无论是在IP(C)中使用表位标签,还是用单克隆抗体将未标记的复合物沉淀到CD3ε胞外结构域(D)中,都获得了相同的结果。控制通道(*)由TCR和CD3组分组成,在单独的反应中组装,并在溶解之前混合。使用磷光体成像仪通过密度测定法对相关TCR蛋白进行定量,数值表示为相对于每个实验中野生型蛋白之间观察到的关联水平的百分比。
图3
图3。TCRα-CD3δεTM相互作用的高度特定要求
(A) TCRα-CD3δε关联由TM域驱动。一种外源性TCRα多肽,仅由TM区、6个侧翼N末端和5个C末端残基以及一个C末端SBP标签(TCRαTM–SBP公司)与CD3δε组装(车道1)。装配被D中断如全长TCRα所观察到的,CD3链(车道3、车道5和车道7)中的替代物。(B–D)严格要求TCRα-CD3δε组装中一个碱性TM残基和两个酸性TM残基的特定排列。通过用任何其他极性残基(B)替换TCRαTM赖氨酸[K],或通过在三个TM螺旋(C,1-3)之间交换天然赖氨酸[C]或天冬氨酸[D]残基的位置来废除组装。在任何潜在带电TM残基位置的丙氨酸替代也会废除组装(C,4-6),并且在所有三个位置与天冬酰胺的替代都不支持关联(D)。如前所述执行翻译后混合控制(*),(A)、(B)和(D)中的实验包括加载控制。IP策略在每个实验的上面都有说明。(E) 通过TM赖氨酸[K]描绘CD3δε与TCRα关联的插图。TCR-CD3组分表示为整个多肽(左)和简化螺旋轮的轴向视图(右)。
图4
图4。TCRβ-CD3γε结合需要TCRβTM赖氨酸和CD3γε的酸性残基
CD3γε与TCR结合需要(A–C)TCRβTM赖氨酸[K]。在含有TCRα、β和CD3γ、δ和ε的反应中,TCRβTM K的丙氨酸取代导致TCR与CD3γ的结合丧失个人电脑ε(A)和不同IP策略选择的TCR-CD3子复合物中CD3γ的比损失(B)。当复杂度降低到三链TCRβ-CD3γε络合物(C)时,也得到了相同的结果。(D) 当CD3δ也存在时,CD3γ与TCR的结合更有效。TCR-CD3复合物在含有TCRαβ的反应中组装SBP公司和CD3δε(车道1)、CD3γε(通道2)或CD3γδε。如(B)所示,分离TCR-CD3产物。使用磷光体成像仪通过密度测定法对所示波段中恢复的相对信号进行量化。(E) CD3γεTM酸性残基都需要与TCR结合。如(A)所示,用保守的(天冬氨酸到天冬酰胺,DN;谷氨酸转化为谷氨酰胺,EQ) 或CD3γεTM区的非保守(丙氨酸,A)取代。如上所述进行定量和混合控制(*)。
图5
图5。膜中TCRα-CD3δε和TCRβ-CD3γε相互作用相似的证据
(A) ζ链缔合需要CD3γ和δ。反应包含所有TCR-CD3组分,如下凝胶所示(泳道1、4和7),或单独缺乏γ(泳道2、5和8)或δ(泳道3、6和9)。没有从缺少CD3γ或CD3δ的反应中回收完全组装的配合物(第5和第6道;中间图像),但通过对相同反应的替代snIP分析,发现了不含ζ链的TCR-CD3亚配合物(右图)。加载控件与之前的实验相同(左图)。(B) 在三链组装反应中,TCRβ可以与CD3异二聚体结合。TCRα个人电脑或βSBP公司分别与CD3δε或γε共翻译,通过α个人电脑ε(车道1和2)或βSBP公司ε(车道3和4)snIP。(C) TCRαβ-CD3δε配合物仅含有一个CD3δε-异二聚体。使用与图1E和1F中所用策略类似的策略来评估两个CD3δε二聚体是否与单个TCR相关。(D) CD3γε通过TCRβTM赖氨酸(K)在TM螺旋相互作用中与TCR结合,类似于TCRδ-CD3δε。提供了两个视图,如图3E所示。
图6
图6。TCRαTM精氨酸和ζ链TM天冬氨酸残留物对ζζ缔合很重要
(A和B)TCRαTM精氨酸对ζ链结合很重要。使用两种不同的snIP策略分析了完整的组装反应,以检查保守和非保守取代的影响。(A) 当TCRαTM精氨酸突变为丙氨酸[RA] (第5车道)。(B) 对完全组装复合物的定量显示,RK替代将ζζ关联降低到野生型水平(车道3)的一半以下,而R替换将ζζ关联性降低到几乎无法检测到的水平(车道5)。在对照反应(*)中,TCR-CD3组分和ζζ同源二聚体分别组装并在增溶前混合。(C和D)ζ链TM天冬氨酸残基对ζζ缔合都很重要。(C) 通过ζ分离出每个反应中含有两个不同ζ链的二硫键ζ混合二聚体个人电脑ζsnIP和非还原性SDS-PAGE分离。符号表示野生型二聚体(DD)和混合二聚体,其中一个ζ链的天冬氨酸被谷氨酸(DE)、天冬酰胺(DN)或赖氨酸(DK)取代。所有组合有效地形成共价混合二聚体。将该方法应用于全组装反应(D)表明,当一条ζ链携带保守替代物(DE,第3车道;DN,第5车道)时,ζζ组装与TCR的减少,并通过非保守替代物消除相互作用(DK,第7车道)。在控制反应(*)中,分别组装每个ζ链的全配合物,并在增溶之前进行混合。
图7
图7。TCR-CD3复合物的组装由膜中的三个主要组装步骤组织,每个步骤包含一个碱性残基和两个酸性残基
(A) TCR TM区域的三个基本残基中的每一个都是与TCRαβ相关的三个信号二聚体之一的关键接触点。TCR-CD3多肽显示为脂质双层的代表(上图)。TM结构域的长度与细胞外Ig结构域成适当比例。简化的螺旋轮投影描绘了TM域之间在与上面相同的相对位置上的相互作用(下图)。(B) 当赖氨酸(或精氨酸)处于接触界面时,三螺旋缔合可能是有利的。尽管赖氨酸可以采用许多构象,但由于赖氨酸侧链(C)的长度,在三螺旋组装中比在双螺旋界面中更有效地实现螺旋在脂质中的紧密并置。

类似文章

  • T细胞受体CD3复合物组装的分子机制。
    打电话给我,Wucherpfenig KW。 打电话给我等。 分子免疫学。2004年4月;40(18):1295-305. doi:10.1016/j.molimm.2003.11.017。 分子免疫学。2004 PMID:15072848 免费PMC文章。 审查。
  • 保守的αβ跨膜界面形成了膜内紧凑的T细胞受体CD3结构的核心。
    Krshnan L、Park S、Im W、致电MJ、致电我。 Krshnan L等人。 美国国家科学院院刊2016年10月25日;113(43):E6649-E6658。doi:10.1073/pnas.1611445113。Epub 2016年10月10日。 美国国家科学院院刊2016。 PMID:27791034 免费PMC文章。
  • CD3γ在T细胞受体组装中的作用。
    Dietrich J、Neisig A、Hou X、Wegener AM、Gajhede M、Geisler C。 Dietrich J等人。 细胞生物学杂志。1996年2月;132(3):299-310. doi:10.1083/jcb.132.3299。 细胞生物学杂志。1996 PMID:8636209 免费PMC文章。
  • αβT细胞受体CD3复合物的分子结构。
    Birnbaum ME、Berry R、Hsiao YS、Chen Z、Shingu Vazquez MA、Yu X、Waghray D、Fischer S、McCluskey J、Rossjohn J、Walz T、Garcia KC。 Birnbaum ME等人。 美国国家科学院院刊2014年12月9日;111(49):17576-81. doi:10.1073/pnas.1420936111。Epub 2014年11月24日。 美国国家科学院院刊2014。 PMID:25422432 免费PMC文章。
  • T细胞受体:膜环境在受体组装和功能中的关键作用。
    打电话给我,Wucherpfenig KW。 致电ME等人。 免疫学年度回顾。2005年;23:101-25. doi:10.1146/annurev.immuniol.23.021704.115625。 免疫学年度回顾。2005 PMID:15771567 审查。

引用人

  • 抗体结合磁性纳米粒子治疗抑制T细胞介导的炎症。
    Hasan M、Choi JG、Akter H、Kang H、Ahn M、Lee SS。 Hasan M等人。 高级科学(Weinh)。2024年3月;11(11):e2307148。doi:10.1002/advs.202307148。Epub 2023年12月31日。 高级科学(Weinh)。2024 PMID:38161230 免费PMC文章。
  • 用于快速原型化TCR功能的合成细胞毒性T细胞平台。
    Sharma G、J轮、Teng F、Ali Z、May C、Yung E、Holt RA。 Sharma G等人。 bioRxiv[预印本]。2023年11月21日:2023.11.20.567960。doi:10.1101/2023.11.20.567960。 生物Rxiv。2023 PMID:38045272 免费PMC文章。 预打印。
  • 理解TCR信号的最新进展:突触视角。
    达斯汀ML。 达斯汀ML。 工厂版次:2023年10月16日;12:25. doi:10.12703/r/12-25。eCollection 2023年。 工厂修订版2023。 PMID:37900153 免费PMC文章。 审查。
  • 设计的膜配体对T细胞受体的变构抑制。
    Ye Y、Morita S、Chang JJ、Buckley PM、Wilhelm KB、DiMaio D、Groves JT、Barrera FN。 叶毅等。 埃利夫。2023年10月5日;12:e82861。doi:10.7554/eLife.82861。 埃利夫。2023 PMID:37796108 免费PMC文章。
  • 偏差感知概率布尔矩阵分解。
    Wan C、Dang P、Zhao T、Zang Y、Zhang C、Cao S。 Wan C等人。 Proc Mach Learn Res.2022年8月;180:2035-2044. 《Proc Mach Learn Res.2022》。 PMID:37576874 免费PMC文章。

工具书类

    1. Alcover A、Mariuzza RA、Ermonval M、Acuto O.赖氨酸271位于T细胞抗原受体β链跨膜结构域中,对于其与CD3复合物的组装是必需的,但对于α/β二聚体则不是必需的。生物化学杂志。1990;265:4131–4135.-公共医学
    1. Bijlmakers MJ、Neefjes JJ、Wojcik-Jacobs EH、Ploegh HL。体外翻译的H2-Kb I类分子的组装需要氧化谷胱甘肽和肽。欧洲免疫学杂志。1993;23:1305–1313。-公共医学
    1. Bijlmakers MJ、Benaroch P、Ploegh HL。体外翻译的HLA-DR1分子的组装:内质网中肽的结合排除了与不变链的关联。EMBO J.1994;13:2699–2707.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Blumberg RS、Alarcon B、Sancho J、McDermott FV、Lopez P、Breitmeyer J、Terhorst C。T细胞抗原受体的组装和功能。α链跨膜区赖氨酸或精氨酸残基的需求。生物化学杂志。1990年a月;265:14036–14043.-公共医学
    1. Blumberg RS、Ley S、Sancho J、Lonberg N、Lacy E、McDermott F、Schad V、Greenstein JL、Terhorst C。T细胞抗原受体的结构:T细胞受体CD3复合物中两个CD3ε亚基的证据。美国国家科学院学报1990b;87:7220–7224.-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型

LinkOut-更多资源