中國(guó)科大在液體核磁波譜技術(shù)及B細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展
近日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊The Journal of Physical Chemistry Letters在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院及合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室龍冬教授課題組與上海生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所許琛琦研究員課題組的最新合作研究成果“Probing Transient Release of Membrane-Sequestered Tyrosine-Based Signaling Motif by Solution NMR Spectroscopy”。該項(xiàng)工作針對(duì)淋巴細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制問(wèn)題進(jìn)一步發(fā)展了高分辨液體核磁共振波譜方法，精確捕捉到與膜結(jié)合的IgG胞內(nèi)區(qū)瞬間解離構(gòu)象，揭示了記憶性B細(xì)胞產(chǎn)生基底水平信號(hào)的分子動(dòng)態(tài)機(jī)理。
記憶性免疫應(yīng)答在保護(hù)機(jī)體抵御病原體的過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。記憶性B淋巴細(xì)胞為其重要組成部分，同時(shí)也是幾乎所有現(xiàn)行疫苗發(fā)揮作用的免疫學(xué)基礎(chǔ)。在靜息態(tài)的記憶性B細(xì)胞中，IgG的胞內(nèi)區(qū)(mIgG-tail)能通過(guò)靜電相互作用與細(xì)胞質(zhì)膜的酸性磷脂結(jié)合，從而屏蔽核心的酪氨酸，限制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活。然而其關(guān)鍵抗原受體IgG-BCR存在低水平的酪氨酸磷酸化，可維持基底水平的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)并可能介導(dǎo)細(xì)胞的存活。目前IgG-BCR本底磷酸化的分子機(jī)制并不清楚。
本項(xiàng)工作利用氫交換核磁共振波譜學(xué)方法研究了mIgG-tail在膜結(jié)合狀態(tài)下的構(gòu)象動(dòng)態(tài)特性，發(fā)現(xiàn)膜結(jié)合的mIgG-tail具有明顯的位點(diǎn)特異性解離趨勢(shì)，表現(xiàn)出N末端低、C末端高的特征，說(shuō)明了關(guān)鍵的酪氨酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基序所在的C末端殘基則存在瞬間膜解離狀態(tài)，而且C末端的解離趨勢(shì)在鈣離子的作用下明顯增加。這種瞬時(shí)解離的構(gòu)象為本底磷酸化的發(fā)生提供了結(jié)構(gòu)上的可能。
作為一種天然無(wú)序蛋白，膜結(jié)合下的mIgG-tail核磁信號(hào)嚴(yán)重堆疊，大大限制了常規(guī)核磁實(shí)驗(yàn)方法的應(yīng)用。為克服傳統(tǒng)方法的局限性，本項(xiàng)工作進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了基于非均勻采樣技術(shù)的擬四維氫交換波譜學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)超高分辨率下的位點(diǎn)特異性動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)量。當(dāng)前學(xué)術(shù)界研究表明除mIgG-tail外，很多其他信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子也通過(guò)與膜相互作用的方式來(lái)調(diào)控各自的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)活性，而高分辨核磁共振技術(shù)亦可成為研究這些不同體系的重要實(shí)驗(yàn)手段之一。
我院博士研究生王慧為本論文第一作者。本項(xiàng)工作得到了清華大學(xué)劉萬(wàn)里教授的大力幫助，并得到了國(guó)家科技部、自然科學(xué)基金委、中組部和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助。
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論文連接：http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.7b01662
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