Toll样受体TIR结构域C端无序区对可溶性表达的影响及其结构研究意义

为解决Toll样受体(TLR)TIR结构域在原核表达系统中易形成包涵体的难题，来自未知机构的研究人员通过构建含/不含C端无序区的TLR4/10-TIR表达载体，系统优化诱导条件并定量分析可溶性产量。研究发现截除C端无序区可显著提升可溶性蛋白产量，为获得毫克级重组TIR结构域用于结构生物学研究提供了关键技术突破。

　　

Toll样受体(TLR)的Toll/白介素-1受体(TIR)结构域作为先天免疫信号转导的关键元件，其结构解析具有重要意义。然而在细菌表达系统中，这些结构域往往以不溶性的包涵体形式聚集。有趣的是，研究人员发现这些TIR结构域的C端存在天然无序区域(IDRs)——就像蛋白质的"飘逸发梢"，可能干扰正确折叠。

通过设计精妙的对照实验：分别构建包含完整C端(TLR4^TIR-FL和TLR10^TIR-FL)与截短版本(TLR4^TIR-ΔC和TLR10^TIR-ΔC)的重组质粒，在大肠杆菌(E. coli)中测试不同温度(18-37℃)、IPTG浓度(0.1-1mM)和培养时间(4-16h)的组合效应。SDS-PAGE定量分析揭示惊人规律——就像"分子剪刀"修剪掉无序区域后，截短变体的可溶性产量提升达5倍，而全长蛋白则顽固地形成包涵体。

该发现如同找到打开TIR结构域可溶性表达的"密码钥匙"：C端IDRs就像"分子刹车"抑制正确折叠，其截除使得TLR4^TIR和TLR10^TIR在细菌中成功实现毫克级可溶性制备。这项研究不仅为TLR信号转导机制研究提供重要工具，更开创性地提出IDRs调控原核表达的新范式，为其他难表达免疫蛋白的生产指明方向。