Studies on structure and biological functions of NKR-P1 receptors

Abstract

Natural killer (NK) cells play a significant role in the detection and destruction of virally infected and tumor cells. The NKR-P1 receptors regulate NK cell function by an alternative missing-self recognition system. Although the NKR-P1 receptors were among the first surface NK receptors identified on rodent NK cells more than 20 years ago, there is still very little known about their biological function and their physiological ligands. Furthermore, no three-dimensional structure of any of the NKR-P1 family receptors has been published so far. To understand the functional architecture of mouse NKR-P1 receptors, we developed a simple and efficient protocol providing large amounts of pure soluble NKR-P1 proteins. The crystal structure of mouse NKR-P1A, determined at 1.7 A resolution, is the first structure of a representative of the NKR-P1 family. Crystal structure is formed by a compact C-type lectin-like domain and an extended loop that participates in domain swapping. A potential role of the swapped loop has been suggested in natural ligand binding by in silico studies. However, chemical cross-linking and H/D exchange in combination with high resolution mass spectrometry revealed this loop in close proximity to the compact core in solution. The discrepancy between the crystal and solution structure...

Významnou součástí imunitního systému jsou NK buňky, které jsou schopny rozpoznávat a zabíjet některé nádorové a virem infikované buňky. Rozpoznávání abnormálních buněk je zprostředkováno sofistikovaným repertoárem aktivačních a inhibičních receptorů, které se nachází na povrchu NK buněk. Mezi nejznámější receptory patří rodina C-lektinových receptorů NKR-P1, o kterých se předpokládá, že jsou transmembránové proteiny II. typu vyskytující se na membráně v podobě disulfidicky vázaných homodimerů. Ačkoliv od jejich objevu uplynulo více než 20 let, jejich struktura a funkce je stále zahalená rouškou tajemství. Cílem disertační práce byl strukturní výzkum myších NKR-P1 receptorů za účelem poznat jejich funkce. V první části jsme vyvinuli metodu pro přípravu rekombinantních receptorů myší rodiny NKR-P1. Dále jsme se detailně zabývali receptorem NKR-P1A, jehož struktura byla vyřešena pomocí rentgenové strukturní analýzy s rozlišením 1,7 A. Unikátní vlastností struktury byla smyčka extendovaná z konzervované C-lektinové domény, která v krystalu interagovala se symetricky sdruženou molekulou. Konformace a flexibilita smyčky byla dále studována v roztoku pomocí vodík/deuteriové výměny a chemického síťování ve spojení s hmotnostní spektrometrií. Jednotlivé analýzy potvrdily, že struktura NKR-P1A se v roztoku liší od...