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肌萎缩侧索硬化症( ALS )目前仍缺乏能够显著改变病程的治疗手段。 EphA4 既是轴突再生的负调控因子,也是 ALS 进展的遗传修饰因子; ephrin 激活 EphA4 后可通过 Ephexin1-RhoA-ROCK 通路限制轴突再生,因此成为潜在的细胞外干预靶点。
纳米抗体( nanobody , Nb )体积小、稳定性高,适合靶向膜受体,但已有 EphA4 纳米抗体是否都通过竞争天然配体发挥作用,仍缺乏结构解释。
近日,复旦大学丁澦、刘瑞团队在Journalof BiologicalChemistry在线发表题为Distinctcompetitive and allosteric binding modes of nanobodies targeting EphA4的研究论文。 团队解析了 EphA4 配体结合结构域( LBD )与 Nb50 、 Nb53 、 Nb57 和 Nb60 复合物的高分 辨率晶体结构,并结合 ITC 、 BLI 和 DLS 等实验,揭示了两类识别方式: Nb50 、 Nb53 和 Nb57 直接占据 ephrin 结合口袋, Nb60 则从外围非经典表位结合并诱导局部构象变化;该界面还可用于提升 EphA4 相对 EphA6 的识别选择性。
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直接 “ 占位 ” 与外围 “ 变构 ”
结构显示, Nb50 、 Nb53 和 Nb57 均以延伸的 CDR3 插入 EphA4 的 ephrin 结合口袋,其占位与天然配体高度重叠,从而形成直接竞争。
Nb60 则不进入经典配体口袋,而是主要依靠 framework 区域结合 EphA4 外围表面。结构叠合显示, N b60 结合伴随 JK loop 向内移动和配体口袋收缩,提示其可能通过空间阻碍和变构效应限制 ephrin 进入。
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非经典表位可用于选择性优化
Eph 家族经典配体口袋高度保守,亚型选择性设计较为困难。研究团队根据 EphA4 与 EphA6 在 Nb60 表位区域的差异进行结构导向改造。 BLI 结果显示,野生型 Nb60 对 EphA4 相对 EphA6 具有约 17.8 倍表观选择性; D61R 和 D61K 突变体对 EphA4 的表观亲和力分别达到 14.8 nM 和 16.0 nM ,选择性提升至约 33.1 倍和 30.4 倍。
该研究表明,纳米抗体既可直接封堵 配体口袋,也可利用外围非经典表位改变受体局部构象。 表位位置、结合拓扑和构象适配性,可能与亲和力本身一样影响作用方式与亚型选择性,为 EphA4 及其他高度同源受体家族的分子设计提供了新的结构空间。
复旦大学生命科学学院姜鹤为 论文第一作者,丁 澦 、刘瑞为共同通讯作者。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.jbc.2026.113394
制版人:十一
学术合作组织
(*排名不分先后)
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