FcγRn電気化学レセプターセンサーとそのキネティクスの研究

Study on FcγRn Electrochemical Receptor Sensor and Its Kinetics.

• Dandan Peng
• Dingqiang Lu
• Guangchang Pang

抄録

新生児γ-免疫グロブリン（IgG）Fc受容体（FcγRn）は、腸管粘膜、胎盤、乳腺を介してIgGを輸送し、体内のIgGとアルブミンのバランスを保つ受容体です。FcγRnのこれらの機能は、その細胞外ドメインとIgG Fcドメインの組み合わせによる細胞内シグナル伝達と活性化に依存している。しかしながら、この相互作用の動態研究は未だに行われていません。そこで本研究では、ヒトFcγRn（hFcγRn）電気化学レセプターセンサーの構築に成功した。キトサンナノゴールド-hFcγRnタンパク質とワサビペルオキシダーゼで形成されたシグナル増幅系を用いて、生体内での細胞シグナル増幅系をシミュレートし、異なる種の7つのIgGとhFcγRn受容体間の動態効果を定量的に測定した。その結果、これら7種のIgGとhFcγRnとの相互作用は、酵素と基質の触媒反応速度論に類似しており、リガンド-受容体の飽和効果があることが示された。ミケリス定数（Ｋ）に近いインターコネクトアロステリック定数（Ｋ）の順序は、ヒトＩｇＧ＜ウシＩｇＧ＜馬ＩｇＧ＜ウサギＩｇＧ＜ヒツジＩｇＧ＜ロバＩｇＧ＜ウズラＩｇＹであった。その結果、hFcγRnはヒトIgGを輸送する能力が最も強いことが示され、これはシステムの進化と一致していた。したがって、我々のhFcγRn電気化学レセプターセンサーは、相互に連結されたアロステリックネットワークを測定し、評価するために使用することができます。また、hFcγRnと異なるIgGとの相互作用の重要なパラメータであり、したがって、免疫エマルジョン、治療用モノクローナル抗体治療、ヘテロ抗体治療、半減期研究のための新しい検出および評価方法を提供します。

Neonatal γ-immunoglobulin (IgG) Fc receptor (FcγRn) is a receptor that transports IgG across the intestinal mucosa, placenta, and mammary gland, ensuring the balance of IgG and albumin in the body. These functions of FcγRn depend on the intracellular signal transduction and activation caused by the combination of its extracellular domain and IgG Fc domain. Nevertheless, there are still no kinetic studies on this interaction. Consequently, in the present study, we successfully constructed the human FcγRn (hFcγRn) electrochemical receptor sensor. The signal amplification system formed by chitosan nanogold-hFcγRn protein and horseradish peroxidase was used to simulate the cell signal amplification system in vivo, and the kinetic effects between seven IgG and hFcγRn receptors from different species were quantitatively measured. The results showed that the interaction of these seven IgGs with hFcγRn was similar to the catalytic kinetics of enzyme and substrate, and there was a ligand-receptor saturation effect. The order of the interconnect allosteric constants (K), which is similar to the Michaelis constant (K), was human IgG < bovine IgG < horse IgG < rabbit IgG < sheep IgG < donkey IgG < quail IgY. The results showed that hFcγRn had the strongest ability to transport human IgG, which was consistent with the evolution of the system. Therefore, our hFcγRn electrochemical receptor sensor can be used to measure and evaluate the interconnected allosteric network. It is also an essential parameter of the interaction between hFcγRn and different IgGs and, thus, provides a new detection and evaluation method for immunoemulsion, therapeutic monoclonal antibody therapy, heteroantibody treatment, and half-life research.