终于有人研究CAR 结构中的铰链区了

终于有人研究CAR 结构中的铰链区了

首先为何要研究这个东西？CAR的设计是一个整体，除了scFv抗体区域备受关注之外，共刺激分子的影响也受到较高的关注。

但是很少有人研究这个铰链区。但是这个铰链区域对信号从胞外传递到胞内的影响很大，而且关注的人又不多，属于一个冷门的赛道。

同时也表明CAR 结构的研究进入了深水区，容易做的都已经被做完了。

CD28 Hinge在CAR T细胞中的结构与动态特性研究总结

一、引言

CAR T细胞疗法背景：CAR T细胞疗法通过靶向肿瘤细胞特异性抗原为复发或难治性癌症患者提供了希望。CAR由抗原识别域、铰链区、跨膜区和胞内信号传导域组成。

研究动机：尽管CAR T细胞疗法在血液系统恶性肿瘤中取得了显著成功，但铰链区的结构和动态特性难以研究，其对于CAR的活性至关重要。

研究目标：本文应用生物物理方法，特别是核磁共振（NMR）光谱技术，研究了FDA批准的CD19 CAR中使用的CD28铰链区（CD28H）的结构和动态特性。

二、CD28H的结构特征

AlphaFold3预测模型：使用AlphaFold3预测了CD28蛋白二聚体的结构，发现预测结构与实验晶体结构在二聚体界面存在差异。

实验验证：通过亲和色谱和尺寸排阻色谱（SEC）纯化了CD28H，并通过液相色谱-质谱（LC-MS）验证了其分子量。CD28H在SEC中的早洗脱行为表明其内在无序性。

圆二色性（CD）光谱：CD光谱分析显示CD28H没有协同蛋白质解折叠，进一步证实了其内在无序性。

NMR分析：1H,15N HSQC实验表明，CD28H的酰胺信号拥挤，进一步证明其整体无序性。

三、CD28H的动态特性

NMR信号分配：通过现代NMR方法分配了1H,15N HSQC光谱中的信号，发现某些氨基酸存在多个信号，表明它们在不同构象状态之间缓慢交换。

脯氨酸异构化：CD28H含有八个脯氨酸，通过NOESY实验和3D NMR数据集分析了脯氨酸的顺式和反式异构化状态。

局部结构特征：NOESY数据揭示了CD28H在整体无序背景下的局部结构特征，包括从天然β-链到3_10-螺旋和多脯氨酸II螺旋样结构的构象转变。

四、CD28H的功能意义

信号传导阈值：铰链区调节CAR对低抗原密度肿瘤的信号传导阈值，影响其与内源性T细胞受体（TCR）组分的关联。

CAR活性影响：先前的研究表明，包含CD8α铰链的CAR相比CD28铰链的CAR在低抗原密度下具有更高的细胞毒性。本研究扩展了对CD28H的研究，为CAR设计提供了新见解。

结构可塑性：所有FDA批准的CAR在铰链区均使用脯氨酸，这些脯氨酸通过异构化促进结构可塑性和动态性，可能对识别和信号传导事件起到关键作用。

表达与纯化：在大肠杆菌中表达带有N端谷胱甘肽S-转移酶（GST）标签的CD28H，通过亲和色谱和尺寸排阻色谱纯化。

NMR实验：包括1H,15N HSQC、NOESY、3D NMR数据集（HNCACB、CBCACONH、HACAN、CCH-TOCSY、HCCH-TOCSY）等，用于分析CD28H的结构和动态特性。

数据分析：通过NMR数据分析和化学位移差异评估了脯氨酸的异构化状态，并分配了CD28H中残基的不同构象状态。

内在无序性与功能：CD28H的内在无序性可能与其在CAR中的功能相关，局部结构特征可能参与识别和信号传导。

对CAR设计的启示：本研究揭示的方法可用于检测内在无序系统中的局部和瞬态结构，为未来的CAR设计提供了有价值的信息。

未来研究方向：进一步的研究可以探索CD28H在CAR信号传导和细胞毒性中的具体作用机制，以及不同铰链区对CAR活性的影响。

CD28H的结构与动态特性：CD28H在整体无序的背景下展现出局部结构特征，这些特征通过NMR光谱技术得以揭示。

脯氨酸异构化的重要性：CD28H中的脯氨酸异构化促进了结构可塑性和动态性，对CAR的功能至关重要。

CAR设计的潜在影响：本研究为CAR设计提供了新视角，特别是关于铰链区如何影响CAR的活性和信号