ドメイン欠損型HLA-G2がMHC ClassIIに類似した構造と判明 ダイマー形成により受容体に強固に結合

北大、異なるクラスのMHC分子の特徴的構造をあわせ持つHLA-Gの新規構造解明

北海道大学は、 同大学院薬学研究院 助教の黒木喜美子氏、産総研-東大 先端オペランド計測技術
オープンイノベーション ラボラトリ ラボチーム長の三尾 和弘氏、東京大学大学院医学系研究科の高橋愛実氏、
産業技術総合研究所 バイオメディカル研究部門 前仲勝実教授らの研究グループが、異なるクラスの MHC 分子の
特徴的構造をあわせ持つ 免疫抑制タンパク質HLA-Gの新規構造解明したことを発表した。

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「HLA-G」は、ヒトの体内において免疫反応を抑制するために働くタンパク質で、ひとつの遺伝子から多様な形を
持つタンパク質として存在することで、広範な免疫細胞の活性化を抑制している。最も存在量が多いHLA-G1タンパク質は、
さらにシステイン残基を介した対のタンパク質を形成し、単独として存在する時に比べてより強い免疫抑制シグナルを
伝達する。その理由として、対のタンパク質(ダイマー)として存在するHLA-G1に対し、抑制シグナルを伝達する
受容体が2つ結合することで受容体と解離しにくくなるとともに、細胞内シグナル伝達因子群が集積して細胞内への
シグナル伝達がより効果的になることが、研究グループの構造解析によって明らかになっている。

一方で、他のHLA-G タンパク質が実際にどのような形で存在し、どういう機能を果たしているのかについての
知見はなかった。今回、研究グループが注目したHLA-G2タンパク質は、HLA-G1タンパク質に比べてひとつの
構造単位を欠損しているため、これまでは対のHLA-G1タンパク質と同様に、システイン残基を介した対のタンパク質
として生体内で安定に存在するよ予想されていたが、その実体は不明であった。また、HLA-G1タンパク質を
産生できないヒトが、HLA-G2タンパク質を中心とする他の形のHLA-Gを生成することで、HLA-G2はHLA-G1と
同等の機能を持っている重要なタンパク質であると考えられる。そのため、HLA-G2タンパク質のかたちを明らかにし、
免疫抑制能をHLA-G1と比較し理解することは、今後のバイオ医薬品としての応用における重要な知見となると
期待されていた。

同研究グループは、HLA-G2タンパク質の立体構造を明らかにするために、HLA-G2タンパク質を大腸菌封入体の
巻き戻し法によって大量調製し、高純度に精製できていることを電気泳動にて確認したうえで、ネガティブ染色法による
電子顕微鏡解析で、HLA-G1タンパク質との全体構造比較およびHLA-G2タンパ ク質の構造解析を行った。
また、ヒト受容体 LILRB1、LILRB2との結合特異性および結合様式を表面プラスモン共鳴法による相互作用解析によって
明らかにした。同時に、対のタンパク質形成様式を確認するために、対のタンパク質形成に必須であると予想されていた
システイン残基をセリン残基に置換した変異体 HLA-G2 タンパク質を調製し、その分子量や性質を野生型 HLA-G2と比較したという。

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つづく