Structural biochemistry of protein NKp80, an activation receptor of human lymphocytes

Abstract

NK buňky (z angl. natural killer cells, přirozeně zabíječské buňky) buňky hrají důležitou roli při rozpoznání a eliminaci infikovaných, poškozených či nádorových buněk bez nutnosti předchozího kontaktu s nimi. Jejich cytotoxicita je zprostředkována aktivačními receptory na jejich povrchu, jako je receptor NKp80 (z angl. Natural Killer protein 80 kDa). NKp80 se váže na ligand AICL, který je konstitutivně exprimován na myeloidních buňkách. Zvýšená exprese AICL, např. na nádorových buňkách, vede k aktivaci NK buněk exprimujících receptor NKp80. Interakce NKp80:AICL je proto slibným imunoterapeutickým cílem pro léčbu myeloidní leukémie. Struktura obou proteinů dosud nebyla známá, a proto jsme se v práci zaměřili na úspěšnou produkci extracelulární domény těchto proteinů za tímto účelem. Při produkci receptoru NKp80, jsme zavedli do "stalk" oblasti sérii mutací, kde byly jednotlivé cysteiny nahrazeny seriny. Pomocí zavedených mutací jsme studovali jejich vliv na produkci, stabilitu a tvorbu homodimeru. Zavedené mutace významně zvýšily výtěžek produkce, a proto byl protein připraven ve větším množství za účelem krystalizace proteinu. Krystalizace vedla k objasnění dosud neznámé struktury homodimeru NKp80 s rozlišením 2,9 Å. Při přípravě proteinů ke krystalizaci bylo ovšem zjištěno, že dochází k částečné...

Natural Killer (NK) cells can spontaneously destroy target cells, such as infected, damaged, or malignant cells. NK cell cytotoxicity is mediated by activating receptors on their surface, such as NKp80 (Natural Killer protein 80 kDa). The human receptor NKp80 stimulates cytotoxicity through its interaction with its ligand AICL (Activation Induced C-type Lectin), which is constitutively expressed by all myeloid cells. In pathological conditions, such as cancerous or damaged cells, AICL is often upregulated, resulting in the lysis of these cells by NK cells expressing NKp80. This interaction is thus a promising immunotherapeutic target for treating myeloid leukaemia. However, the structures of both proteins have remained elusive. Therefore, we have focused on the successful production of the extracellular domain of these proteins. To improve the production yield of NKp80, we introduced a series of mutations in the stalk region to study their effect on production, stability, and homodimer formation. The introduced mutations significantly increased the production yield allowing for a large-scale production with subsequent crystallisation of the protein. The crystallisation resulted in the elucidation of the hitherto unknown structure of NKp80 homodimer at a resolution of 2.9 Å. However, the large-scale...