Characterization of the interaction between interleukin-13 and interleukin-13 receptors
Characterization of the interaction between interleukin-13 and interleukin-13 receptors
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DOI：
10.1074/jbc.m502571200
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发表时间：
2005-07-01
影响因子：
4.8
通讯作者：
Izuhara, K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Arima, K;Sato, K;Izuhara, K
白介素 13 (IL-13) 拥有两种类型的受体：异二聚体，由 IL-13R α 1 链 (IL-13R α 1) 和 IL-4R α 链 (IL-4R α) 组成，转导 IL-13 信号；和 IL-13R α 2 链（IL-13R α 2），充当非信号传导“诱饵”受体。 IL-13R α 1 和 IL-13R α 2 的细胞外部分均由三个纤连蛋白 III 型结构域 D1、D2 和 D3 组成，其中最后两个包含细胞因子受体同源模块 (CRH)，这是 I 类细胞因子受体超家族的常见结构。迄今为止，还没有关于 CRH 的关键氨基酸或 IL-13R α 1 和 IL-13R α 2 的 D1 结构域在与 IL-13 结合中的作用的信息。在本研究中，我们首先建立了IL-13(.)hIL-13受体复合物的同源模型，然后预测了与IL-13结合所涉及的氨基酸。通过将突变整合到这些氨基酸中，我们鉴定了人 IL-13R α 2 CRH 中的 Tyr-207、Asp-271、Tyr-315 和 Asp-318，以及人 IL-13R α 1 CRH 中的 Leu-319 和 Tyr-321，作为与 IL-13 结合的关键残基。 IL-13Rα2中的Tyr-315和IL-13Rα1中的Leu-319是位置保守的疏水性氨基酸残基。此外，通过使用 D1 结构域缺失的突变体，我们发现 D1 结构域对于 IL-13R α 2 的表达是必需的，而不是 IL-13R α 1 的表达，并且 IL-13R α 1 的 D1 结构域对于与 IL-13 的结合很重要，但对于与 IL-4 的结合不重要。这些结果为准确理解IL-13与其受体之间的相互作用提供了基础。
Interleukin-13 (IL-13) possesses two types of receptor: the heterodimer, composed of the IL-13R alpha 1 chain (IL-13R alpha 1) and the IL-4R alpha chain (IL-4R alpha), transducing the IL-13 signals; and the IL-13R alpha 2 chain (IL-13R alpha 2), acting as a nonsignaling "decoy" receptor. Extracellular portions of both IL-13R alpha 1 and IL-13R alpha 2 are composed of three fibronectin type III domains, D1, D2, and D3, of which the last two comprise the cytokine receptor homology modules (CRHs), a common structure of the class I cytokine receptor superfamily. Thus far, there has been no information about the critical amino acids of the CRHs or the role of the D1 domains of IL-13R alpha 1 and IL-13R alpha 2 in binding to IL-13. In this study, we first built the homology modeling of the IL-13(.)hIL-13 receptor complexes and then predicted the amino acids involved in binding to IL-13. By incorporating mutations into these amino acids, we identified Tyr-207, Asp-271, Tyr-315, and Asp-318 in the CRH of human IL-13R alpha 2, and Leu-319 and Tyr-321 in the CRH of human IL-13R alpha 1, as critical residues for binding to IL-13. Tyr-315 in IL-13R alpha 2 and Leu-319 in IL-13R alpha 1 are positionally conserved hydrophobic amino acid residues. Furthermore, by using D1 domain-deleted mutants, we found that the D1 domain is needed for the expression of IL-13R alpha 2, but not IL-13R alpha 1, and that the D1 domain of IL-13R alpha 1 is important for binding to IL-13, but not to IL-4. These results provide the basis for a precise understanding of the interaction between IL-13 and its receptors.