Structure based antigen recognition mechanism of monoclonal anti-human thrombopoietin IgG (TN1)

抗ヒト・トロンボポエチン抗体TN1の抗原認識機構の構造学的解明

新井 栄揮; 玉田 太郎; 前田 宜丈*; 黒木 良太

Arai, Shigeki; Tamada, Taro; Maeda, Yoshitake*; Kuroki, Ryota

マウス抗体TN1は、巨核球系細胞の増殖・分化及び血小板産生を促進するサイトカインであるヒト・トロンボポエチン(hTPO)を認識する。われわれは、TN1抗体によるhTPO中和活性の発現機構の解明のために、TN1由来Fab単体のX線結晶構造を2.0オングストローム分解能で決定し、TN1由来Fab-hTPO複合体中のFabの構造と比較した。その結果、抗原結合時と比較して、非結合時はFabのFv領域・C1領域の相対位置が大きくずれることが明らかになった。抗原結合・非結合時のFab全体のCを比較すると、RMSDは2.4オングストロームである。一方、TN1抗体によるhTPO認識は、超可変領域(CDR)の主鎖構造がほとんど変化せず、ごくわずかに生じた側鎖レベルでのInduced-fitに基づくことが明らかになった。この結果は、TPO結合の際、TN1抗体のCDRが大きな構造変化を伴わないことを示唆する。

The mouse antibody TN1 recognizes the human thrombopoietin (hTPO) that primarily stimulates megakaryocytopoiesis and platelet production. In order to clarify the mechanism of the neutralizing activity of the TN1 antibody, the crystal structure of TN1-Fab was determined to 2.0 resolution and was compared with that of TN1-Fab / hTPO complex (PDB id 1V7M and 1V7N). The relative angle of the variable- and constant-regions of the hTPO unbound form of TN1-Fab was slightly shifted from those of TN1-Fab / hTPO complex (rms deviation = 2.4 for all C atoms of Fab). On the other hand, only the slight shift of the side chain of CDR was observed (rmsd 1.5 for atoms of side chain of each CDR) upon recognition of the epitope of hTPO. This structural shift of side chain of paratope did not accompany the -angle rotation, but the parallel shift. These results indicate that the CDR of TN1-Fab need not accompany the large conformational changes of upon TPO recognition.