FcεRI结合IgE的冷冻电镜结构揭示了Fab-Fc铰链区的多种明确构象

《Allergy》：Cryo-EM Structure of FcεRI Bound IgE Reveals Multiple Defined Conformations of the Fab-Fc Hinge

该研究通过结合晶体学、冷冻电镜和负 stain 电镜，解析了完整IgE抗体与FcεRIα受体的复合结构。结果表明，IgE受体结合后呈现显著T型构象，Fab臂可旋转达40°，负 stain 电镜捕获了两种不同Fab臂排列的构象，且额外柔性不影响生物学活性。该成果为新型抗IgE疗法的开发提供了结构基础。

　　

摘要

背景

IgE是过敏反应的核心驱动因素。先前的研究已经确定了与FcεRIα外域结合的IgE Fc片段的构象以及IgE Fc的动态特性。然而，目前尚不清楚这些研究结果如何应用于包含Fab臂的完整抗体与受体之间的复合物。

方法

为了进行结构分析，结合使用了晶体学、冷冻电镜（cryo-EM）和负染色电镜（ns-EM）技术。通过介质释放实验和CD23结合试验对IgE变体进行了分析。

结果

获得了10个完整尺寸的IgE FcεRIα复合物的冷冻电镜结构，发现与受体结合的IgE呈现出明显的T形构象。每个Fab臂可以旋转最多40°。在负染色电镜中还观察到了两种具有不同Fab臂排列的构象。在Fab-Fc铰链处引入额外的灵活性并不会影响IgE的生物活性，这表明观察到的IgE Fab-Fc铰链构象具有相同的生物学功能。将完整的IgE受体复合物与最近获得的完整受体冷冻电镜结构进行比较后发现，FcεRI的构象在外域的方向上存在显著差异。因此，我们获得的包含Fab臂的IgE FcεRIα结构集合有助于对FcεRI的构象进行关键评估。

结论

我们的数据揭示了与受体结合的完整尺寸IgE抗体的结构，并揭示了在已知的IgE Fc构象基础上，FcεRIα结合的IgE所具有的新的动态特性。开发新型抗IgE治疗药物时可以考虑这些特性。

图形摘要

通过冷冻电镜（CryoEM）和负染色电镜（ns-EM）获得了IgE与其受体复合物的整体结构。近端和远端Fab臂之间的刚性连接表明某些残基是保守的，并且不会影响过敏原的结合。将完整的IgE受体复合物与最近的受体冷冻电镜结构进行比较后发现，FcεRI外域的方向存在差异。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。