免疫系レセプターのファージ提示系による高機能化と立体構造解析による機構解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13780541
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 前仲 勝実 国立遺伝学研究所, 構造遺伝学研究センター, 助手 (10322752)
• Keywords: 免疫系レセプター / Ig-like receptor / X線結晶構造解析 / 主要組織適合性抗原 / 分子認識 / 蛋白質間相互作用 / ファージディスプレイ / ランダム変異ライブラリー

Research Abstract

<背景と目的>免疫系細胞表面に発現する様々なレセプターは細胞間の情報伝達に関与し、様々な疾患に直接結びつくことから、医学的に大変重要である。申請者らは幅広い免疫細胞に見出されてきた免疫レセプター抑制性モチーフ(ITIM)を持つ抑制性免疫レセプタースーパーファミリー(Inhibitory-receptor superfamily,以下IRSと省略する)に着目した。このファミリーの多くは免疫グロブリン(Ig)様ドメインを持ちながら、多様なリガンドを認識するため、レセプターの分子認識を解析するには格好の標的であると考えられる。そこで本研究は、IRSレセプターの高機能化を目指して、ファージ提示系を用いて膨大なライブラリーからリガンドに対する高親和性を示すレセプターを選択し、さらに高親和性のメカニズムをX線結晶構造解析により明らかにすることを目的とした。
<検討結果と考察>本年度はIRSファミリーであるKIRについて、ファージ提示系の遺伝子工学的作製(レセプターファージの作製)を行い、現在までタグ及びKIRに対する抗体との結合を確認することができた。しかし、表面プラズマ共鳴によりKIRレセプターファージと大腸菌の発現系を利用して作製したリガンドMHCとの結合を確認を試みたが、現在のところ成功していない。KIR-MHCの相互作用の結合定数があまり高くないことを考慮すれば、検出が難しい実験系となっている可能性が高い。そのため、遺伝子工学的にレセプターの価数を上げる、すなわち2量体化することにより、見かけの結合定数を上げ、ファージの親和性を改良しようと現在試みている。また、同時に2量体蛋白質も作製し、実際の蛋白質レベルで結合の上昇が見られるかどうか確認する予定である。他方、IRSファミリーのFcγRファミリーについては、表面プラズマ共鳴により蛋白質間相互作用の解析を行った(研究発表参照)。このデータを踏まえて、現在FcγRファージの作製に取り組んでいる。

Research Products

• [Publications] 松井: "Detection of autoantibodies to killer immunoglobulin-like receptors using recombinant fusion proteins for two killer immunoglobulin-like receptors in patients with systemic autoimmune diseases"Arthritis and Rheumatism. 44. 384-388 (2001)
• [Publications] 前仲: "The human low affinity Fcγ receptors IIa, IIb, and III bind IgG with fast kinetics and distinct thermodynamic properties"Journal of Biological Chemistry. 276. 44898-44904 (2001)
• [Publications] 前仲: "Activating and Inhibitory Immunoglobulin-Like Receptors"Molecular recognition by Ig-like receptors, KIRs and FcγRs.. 45-54 (2001)
• [Publications] 前仲: "蛋白質核酸酵素別冊 蛋白質科学の進展"免疫系レセプターの分子認識. 1805-1811 (2001)