生物通报道:信号转导研究领域中一个重要但又悬而未决的问题是,受体将信息递送过细胞膜的精确机制。美国麻州大学医学院Latz E等人通过分析固有性免疫系统中Toll样受体9(TLR9)的信号途径回答了上述难题,并且获得了一些意外发现。文章刊登于本月《nature immunology》杂志。
TLR9通过检测富含未甲基化CpG基序的微生物DNA,识别入侵的微生物。并非所有携带CpG的DNA片段都会刺激TLR9受体,携带GGGG序列的DNA会抑制受体信号途径。然而,研究人员发现刺激物、抑制物和控制DNA片段,以相似的亲和力绑定TLR4。因此,简单地与配体结合似乎不能消除受体的活性。
研究人员用适当的donor 和acceptor分子标记全长TLR9分子的C末端,然后用圆二色谱(circular dichroism spectroscopy,CD)检测TLR胞外段(ectodomain)与IgG的Fc片段形成的融合蛋白的构象变化,发现只有刺激物DNA(stimulatory DNA,生物通编译)诱导受体融合蛋白发生构象变化,荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer ,FRET)实验结果显示,在活体细胞中与刺激物DNA结合的受体胞内部份所在区域发生变化。
研究人员从这些实验中还发现TLR9在受体与DNA结合之前,如同一个准备好的二聚物。他们设计了两个各表达半个绿色荧光蛋白的融合蛋白,测量受体胞质信号传递段。在表达这两种蛋白的细胞,只有含有CpG的刺激物DNA时,才能有荧光从内涵体中发出(两GFP片段折叠发出荧光,表示两个受体蛋白紧密排列)。
总之,这些结果提示TLR9活化的关键是与刺激物DNA结合引起的构象变化,而非配体诱导的寡聚合反应(oligomerization)。因此,研究人员强调,以抑制构象变化为目的,更适合选择治疗试剂。(生物通 小粥)
原文:
E. Latz, A. Verma, A. Visintin, M. Gong, C. M. Sirois, D. C. G. Klein, B. G. Monks, C. J. McKnight, M. S. Lamphier, W. P. Duprex, T. Espevik, D. T. Golenbock, Ligand-induced conformational changes allosterically activate Toll-like receptor 9. Nat. Immunol. 8, 772-779 (2007). [PubMed]