NMR情報に基づく免疫グロブリンFcレセプターの分子認識とシグナル伝達機構の解明

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09672186
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 加藤 晃一 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 講師 (20211849)
• キーワード: 免疫グロブリン / Fcレセプター / 分子認識 / NMR / 高次構造 / 糖鎖 / ヒンジ領域 / 安定同位体

研究概要

可溶型マウスFc_γレセプターII(sFc_γRII)とマウスIgG2bのFcフラグメントの相互作用系に関して以下の知見を得た。
1. NMR解析によりIgG上のsFc_γRII結合部位はヒンジ領域下流とその空間的近傍であることが明らかとなった。これらの領域は負電荷を帯びており、sFc_γRIIの正電荷を帯びた部分と静電相互作用を行っていると予想される。ヒンジ領域下流に位置するGlu235をLeuに置換したマウスIgG2b変異体を用いて、表面プラズモン共鳴法によりsFc_γRIIとの結合定数を測定した。その結果、この変異体ではsFc_γRIIとの結合能が有意に低下していることが明らかとなった。
2. sFc_γRII結合部位に位置するAsn297をAlaに置換した変異体はsFc_γRIIとの結合能を完全に喪失していた。これはAsn297に結合している糖鎖を取り除いたことによって、sFc_γRII結合部位の高次構造が変化したためであると考えられる。この点を更に詳細に調べるために、各種グリコシダーゼを用いてFcのN-結合型糖鎖を非還元末端より逐次除去する方法論を確立した。その結果、N-結合型糖鎖のトリマンノースコアを含む部分があればsFc_γRIIとの結合には十分であるが、エンドグリコシダーゼD処理を行って還元末端側のGlcNAcとFucを残したのみでは結合活性が顕著に低下することが明らかとなった。
3. FcのN-結合型糖鎖に安定同位体標識を施してNMR解析を行った結果、エンドグリコシダーゼD処理に伴って糖鎖とペプチド鎖との相互作用が減少し、糖鎖は高い運動性を獲得することが明らかとなった。
一方、Fcのペプチド鎖側に安定同位体標識を施してNMR解析を行った結果、エンドグリコシダーゼD処理に伴ってsFc_γRII結合部位を含むC_H2ドメインの広範囲に高次構造変化が誘起されることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] N.Takahashi et al.: "N-glycan structure of a recombinant mouse soluble Fc receptor II." Glycoconjugate J.(印刷中). (1999)
• [文献書誌] H.Kobayashi et al.: "Probing the interaction between a high-affinity single-chain Fv and pyrimidine (6-4) pyrimidone photodimer by site-directed mutagenesis." Biochemistry. 38. 532-539 (1999)
• [文献書誌] Y.Yamaguchi et al.: "Dynamics of the carbohydrate chains attached to the Fc portion of immunoglobulin G as studied by NMR spectroscopy assisted by selective 13C labeling of the glycans" J.Biomol.NMR. 12. 385-394 (1998)
• [文献書誌] K.Hirayama et al.: "Complete and rapid peptide and glycopeptide mapping of mouse monoclonal antibody by LC/MS/MS using ion trap mass spectrometry" Anal.Chem,. 70. 2718-2725 (1998)
• [文献書誌] T.Torizawa et al.: "31p NMR study of the interactions between oligodeoxynucleotides containing (6-4) photoproduct and Fab fragments of monoclonal antibodies specific for (6-4) photoproduct" FEBS Lett.429. 157-161 (1998)
• [文献書誌] K.Hirayama et al.: "Convenient peptide mapping of immunoglobulin G2b and differentiation between leucine and isoleucine residues by mass spectrometry using ^2H-labeled leucine" J.Mass Spectrom.Soc.Jpn.46. 83-89 (1998)