IL-12およびIL-23とそのコグニate受容体とのサイト3相互作用の解読

Deciphering site 3 interactions of IL-12 and IL-23 with their cognate murine and human receptors.

• Alessandra Esch
• Anna Masiarz
• Sofie Mossner
• Jens M Moll
• Joachim Grötzinger
• Jutta Schröder
• Jürgen Scheller
• Doreen M Floss

抄録

インターロイキン-12（IL-12）とIL-23はIL-12型ファミリーに属し、共通のβサブユニットp40と特異的なサイトカインαサブユニットp35とp19からなる複合サイトカインです。IL-12は、IL-12Rβ1:IL-12Rβ2受容体複合体を介してシグナルを伝達し、IL-23は、IL-12Rβ1も使用するが、第二の受容体としてIL-23Rに関与している。重要なことは、IL-12とIL-23のIL-12Rβ1への結合はp40によって、IL-12Rβ2とIL-23Rへの結合はそれぞれp35とp19によって仲介されることである。これまでに、我々はマウスIL-23p19の3位にW157A置換を発見し、それがマウスIL-23Rとの結合を阻害することを明らかにしてきた。本研究では、マウスIL-23p19の3位にW157Aが置換されていることを明らかにし、マウスIL-23RとヒトIL-12p35の3位にW157Aが置換されていることを明らかにし、種を超えてIL-12Rβ2への結合を阻害することを示した。マウスIL-23p19とヒトIL-23p19の間にはW157が保存されているが（ヒトオルソログではW156）、hIL-23p19の3位のW156A置換はヒトIL-12Rβ1とIL-23Rを発現する細胞のシグナル伝達には影響を及ぼさなかった。そこで、我々は、hIL-23p19のhIL-23Rへの結合界面内に追加のhIL-23p19置換を導入し、複合体界面に埋もれてしまうW156AとL160Eの複合体サイト3置換が、hIL-23p19のhIL-23Rへの結合を阻害することを発見した。以上のことから、我々は、IL-12p35とIL-23p19に、マウス/ヒトの種を超えた方法で、IL-12Rβ2とIL-23Rへの結合を阻害する置換を同定した。

Interleukin-12 (IL-12) and IL-23 belong to the IL-12 type family and are composite cytokines, consisting of the common β subunit p40 and the specific cytokine α subunit p35 and p19, respectively. IL-12 signals via the IL-12Rβ1:IL-12Rβ2 receptor complex, and IL-23 uses also IL-12Rβ1, but engages IL-23R as second receptor. Importantly, binding of IL-12 and IL-23 to IL-12Rβ1 is mediated by p40, and binding to IL-12Rβ2 and IL-23R is mediated by p35 and p19, respectively. Previously, we have identified a W157A substitution at site 3 of murine IL-23p19 that abrogates binding to murine IL-23R. Here, we demonstrate that the analogous Y185R site 3 substitution in murine and Y189R site 3 substitution in human IL-12p35 abolishes binding to IL-12Rβ2 in a cross-species manner. Although W157 is conserved between murine and human IL-23p19 (W156 in the human ortholog), the site 3 W156A substitution in hIL-23p19 did not affect signaling of cells expressing human IL-12Rβ1 and IL-23R, suggesting that the interface of murine IL-23p19 required for binding to IL-23R is different from that in the human ortholog. Hence, we introduced additional hIL-23p19 substitutions within its binding interface to hIL-23R and found that the combined site 3 substitutions of W156A and L160E, which become buried at the complex interface, disrupt binding of hIL-23p19 to hIL-23R. In summary, we have identified substitutions in IL-12p35 and IL-23p19 that disrupt binding to their cognate receptors IL-12Rβ2 and IL-23R in a murine/human cross-species manner.

Published under license by The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc.