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免疫球蛋白Fc受体(FcR)能与抗体的Fc段结合并介导一系列的细胞反应,在机体的免疫防御中发挥重要作用。人Fcα/μR (CD351)是一种能特异性结合IgA和IgM两种配体的Fc受体,属Ⅰ型跨膜糖蛋白,其膜外区含三个结构域,即EC1,EC2和EC3。其中EC2为免疫球蛋白可变区样结构,与同为IgA和IgM受体的多聚免疫球蛋白受体(pIgR)的D1结构域在氨基酸序列上有43%的同源性,是预测的配体结合功能域。本研究的目的是探讨人Fcα/μR-EC2结构域中参与结合IgA和IgM的氨基酸位点,以便了解该受体的结构和功能的关系。为了能够了解Fcα/μR-EC2结构域中功能氨基酸的位点,我们首先用序列比对和同源建模的方法借用pIgR-D1的晶体结构模拟出Fcα/μR-EC2结构域的空间结构,推测出APSSVNRHQ, STNQY, SENNM为相应的三个CDR样环,其位置显示它们均可能参与受体与配体的结合。为了实际观察Fcα/μR-EC2与配体的结合情况,我们首先对所预测的三个CDR样环分别用无配体结合功能的pIgR-D2结构域中的相应CDR样环取代。利用拼接聚合酶链式反应(SOE-PCR)的方法,我们成功构建了这三个区域被置换的突变受体,并分别将其在COS-7和Hela细胞中稳定表达,然后以流式细胞分析和激光共聚焦显微镜观察的方法,检测细胞对IgA和IgM的结合情况,并通过与野生型人Fcα/μR对IgA和IgM的结合进行对比,判断CDR样环置换对配体结合的影响。结果显示CDR1和CDR2样环状结构的置换突变体不再结合IgA和IgM; CDR3样环状结构的置换使人Fcα/μR对IgA的结合仅有轻微下降,而使受体对IgM的结合有明显降低。为了进一步探讨人Fcα/μR-EC2结构域中三个CDR样环内部氨基酸位点对受体结合IgA和IgM的影响,我们在CDR1、CDR2、CDR3区内共选择七个氨基酸,同样利用SOE-PCR的方法制造点突变,即V29A, R31A, R31E, NQ54-55AA, E98A, E98R, NN99-100AA。之后在COS-7和Hela细胞表达,形成氨基酸侧链不同或者电荷相反的突变受体。与野生型人Fcα/μR相比,流式细胞分析结果显示,当位于人Fcα/αR-EC2结构域CDR1样环状结构内带正电荷的第31位精氨酸(Arg31)被置换时,受体基本丧失了与IgA的结合能力,对IgM的结合下降60%-70%；而同样位于CDR1区的第29位缬氨酸(Val29)发生突变时,受体对IgA和IgM结合分别下降60%和40%。当CDR2样环中天冬酰胺和谷氨酰胺(Asn54-Gln55)同时被丙氨酸置换时,受体对IgA和IgM的结合均下降约50%-60%。与上述结果不同,我们发现当CDR3样环状结构内带负电荷的第98位谷氨酸(Glu98)突变为丙氨酸时,受体对IgA的结合明显增强,而对IgM的结合降低。用激光共聚焦显微镜观察的方法对野生型Fcα/μR-EC2和点突变受体结合IgA和IgM的能力进行比较也获得了相似的结果。综上所述,我们得出以下结论：人Fcα/μR-EC2结构域中三个CDR样环均参与受体对IgA和IgM的结合；位于CDR1区中带正电荷的第31位精氨酸(Arg31)对于IgA和IgM的结合是必需的氨基酸；CDR3对受体与IgA和IgM结合的贡献与CDR1和CDR2不同,可能在维持人Fcα/μR与IgA和IgM的结合平衡中发挥作用。