低密度リポタンパク質受容体関連タンパク質の補体型反復配列の第2クラスターへのリガンド結合の分子生物学的分析。 受容体関連タンパク質によるリガンド結合阻害におけるアロステリック成分の証拠

低密度リポタンパク質受容体遺伝子ファミリーの一員である低密度リポタンパク質受容体関連タンパク質(LRP)は、多様なリガンドの細胞への取り込みを媒介する。 分泌経路の初期コンパートメントに存在するフォールディングシャペロンである39kDa受容体関連タンパク質(RAP)は、すべてのリガンドの受容体への結合を阻害し、細胞表面への輸送中にリガンドが受容体に早期に結合するのを防ぐ役割を果たすと考えられている。 受容体、RAP、リガンドの相互作用の根底にある分子間相互作用を解明するために、我々はplasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1), tissue-type plasminogen activator (t-PA).PAI-1 complexes, RAP, 抗LRP Fab fragment Fab A8 の結合部位を解析し明確にした。 そのために、我々はLRPの補体型反復配列の第2クラスター(C3-C10)とアミノ末端に隣接する上皮成長因子反復配列(E4)にまたがる一連の可溶性組み換え断片を作成した(E4-C10;アミノ酸787-1165)。 すべてのフラグメントは、安定的にトランスフェクトされたベビーハムスター腎臓細胞によって発現され、アフィニティークロマトグラフィーによって精製された。 表面プラズモン共鳴を用いたフラグメントへのリガンド結合の詳細な研究により、LRPのクラスタIIドメイン(Cl-II)には3つの異なるCa2+依存的なリガンド結合部位が存在することが明らかになった。 t-PA.PAI-1複合体とPAI-1はCl-IIのアミノ末端にある、繰り返し配列E4-C3-C7にわたるドメインに結合している。 この部位に隣接し、部分的に重複しているのが、リピートC5-C7に位置する高親和性RAP結合部位である。 受容体の疑似リガンドであるFab A8は、Cl-IIのカルボキシル末端の繰り返しC8-C10上にある第三のCa2+依存性結合部位に結合する。 次に,RAP を介した LRP と Cl-II へのリガンド結合の阻害について検討した. 予想通り,RAPはt-PA.PAI-1複合体およびFab A8のLRPへの結合を強く阻害した(IC50は0.3 nMと一致)が,逆の実験ではt-PA.PAI-1の競合が観察された. PAI-1複合体とFab A8のLRPへのRAP結合に対する競合は高濃度の競合物質(>/=1 microM)のみで示すことができた。 興味深いことに,RAPのLRPへの結合とCl-IIへの結合の平衡解離定数が似ているにもかかわらず,リガンドのCl-IIへの結合は,LRPへのリガンドの結合阻害に必要な濃度よりも少なくとも2桁高い濃度でのみRAPによって阻害される. この結果は、RAPによるLRPへのリガンド結合のアロステリック阻害が、受容体のCl-IIの外側に位置するLRP部分を必要とする可能性を示唆するモデルに好都合であった。

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