Kinetic and thermodynamic studies of the interaction between activating and inhibitory Ly49 natural killer receptors and MHC class I molecules

Autores
Romasanta, Pablo Nicolas; Curto, Lucrecia María; Sarratea, Maria Belén; Noli Truant, Sofia; Antonoglou, María Belén; Fernández Lynch, María Julieta; Delfino, Jose Maria; Mariuzza, Roy A.; Fernández, Marisa Mariel; Malchiodi, Emilio Luis
Año de publicación
2016
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Natural killer (NK) cells are lymphocytes of the innate immune system that eliminate virally infected or malignantly transformed cells. NK cell function is regulated by diverse surface receptors that are both activating and inhibitory. Among them, the homodimeric Ly49 receptors control NK cell cytotoxicity by sensing major histocompatibility complex class I molecules (MHC-I) on target cells. Although crystal structures have been reported for Ly49/MHC-I complexes, the underlying binding mechanism has not been elucidated. Accordingly, we carried out thermodynamic and kinetic experiments on the interaction of four NK Ly49 receptors (Ly49G, Ly49H, Ly49I and Ly49P) with two MHC-I ligands (H-2Dd and H-2Dk). These Ly49s embrace the structural and functional diversity of the highly polymorphic Ly49 family. Combining surface plasmon resonance, fluorescence anisotropy and far-UV circular dichroism (CD), we determined that the best model to describe both inhibitory and activating Ly49/MHC-I interactions is one in which the two MHC-I binding sites of the Ly49 homodimer present similar binding constants for the two sites (∼106 M–1) with a slightly positive co-operativity in some cases, and without far-UV CD observable conformational changes. Furthermore, Ly49/MHC-I interactions are diffusion-controlled and enthalpy-driven. These features stand in marked contrast with the activation-controlled and entropy-driven interaction of Ly49s with the viral immunoevasin m157, which is characterized by strong positive co-operativity and conformational selection. These differences are explained by the distinct structures of Ly49/MHC-I and Ly49/m157 complexes. Moreover, they reflect the opposing roles of NK cells to rapidly scan for virally infected cells and of viruses to escape detection using immunoevasins such as m157.
Fil: Romasanta, Pablo Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
Fil: Curto, Lucrecia María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
Fil: Sarratea, Maria Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
Fil: Noli Truant, Sofia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
Fil: Antonoglou, María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
Fil: Fernández Lynch, María Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
Fil: Delfino, Jose Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
Fil: Mariuzza, Roy A.. University of Maryland; Estados Unidos
Fil: Fernández, Marisa Mariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
Fil: Malchiodi, Emilio Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
Materia
Nk Cells
Ly49 Receptors
Positive Co-Operativity
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Accordingly, we carried out thermodynamic and kinetic experiments on the interaction of four NK Ly49 receptors (Ly49G, Ly49H, Ly49I and Ly49P) with two MHC-I ligands (H-2Dd and H-2Dk). These Ly49s embrace the structural and functional diversity of the highly polymorphic Ly49 family. Combining surface plasmon resonance, fluorescence anisotropy and far-UV circular dichroism (CD), we determined that the best model to describe both inhibitory and activating Ly49/MHC-I interactions is one in which the two MHC-I binding sites of the Ly49 homodimer present similar binding constants for the two sites (∼106 M–1) with a slightly positive co-operativity in some cases, and without far-UV CD observable conformational changes. Furthermore, Ly49/MHC-I interactions are diffusion-controlled and enthalpy-driven. These features stand in marked contrast with the activation-controlled and entropy-driven interaction of Ly49s with the viral immunoevasin m157, which is characterized by strong positive co-operativity and conformational selection. These differences are explained by the distinct structures of Ly49/MHC-I and Ly49/m157 complexes. Moreover, they reflect the opposing roles of NK cells to rapidly scan for virally infected cells and of viruses to escape detection using immunoevasins such as m157.Fil: Romasanta, Pablo Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Curto, Lucrecia María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Sarratea, Maria Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Noli Truant, Sofia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Antonoglou, María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Fernández Lynch, María Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Delfino, Jose Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Mariuzza, Roy A.. University of Maryland; Estados UnidosFil: Fernández, Marisa Mariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Malchiodi, Emilio Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaPortland Press2016-11info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/47496Romasanta, Pablo Nicolas; Curto, Lucrecia María; Sarratea, Maria Belén; Noli Truant, Sofia; Antonoglou, María Belén; et al.; Kinetic and thermodynamic studies of the interaction between activating and inhibitory Ly49 natural killer receptors and MHC class I molecules; Portland Press; Biochemical Journal; 474; 1; 11-2016; 179-1940264-6021CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1042/BCJ20160876info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://www.biochemj.org/content/474/1/179info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-11-05T09:35:25Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/47496instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-11-05 09:35:25.726CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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Fil: Romasanta, Pablo Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
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Fil: Delfino, Jose Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
Fil: Mariuzza, Roy A.. University of Maryland; Estados Unidos
Fil: Fernández, Marisa Mariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
Fil: Malchiodi, Emilio Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
description Natural killer (NK) cells are lymphocytes of the innate immune system that eliminate virally infected or malignantly transformed cells. NK cell function is regulated by diverse surface receptors that are both activating and inhibitory. Among them, the homodimeric Ly49 receptors control NK cell cytotoxicity by sensing major histocompatibility complex class I molecules (MHC-I) on target cells. Although crystal structures have been reported for Ly49/MHC-I complexes, the underlying binding mechanism has not been elucidated. Accordingly, we carried out thermodynamic and kinetic experiments on the interaction of four NK Ly49 receptors (Ly49G, Ly49H, Ly49I and Ly49P) with two MHC-I ligands (H-2Dd and H-2Dk). These Ly49s embrace the structural and functional diversity of the highly polymorphic Ly49 family. Combining surface plasmon resonance, fluorescence anisotropy and far-UV circular dichroism (CD), we determined that the best model to describe both inhibitory and activating Ly49/MHC-I interactions is one in which the two MHC-I binding sites of the Ly49 homodimer present similar binding constants for the two sites (∼106 M–1) with a slightly positive co-operativity in some cases, and without far-UV CD observable conformational changes. Furthermore, Ly49/MHC-I interactions are diffusion-controlled and enthalpy-driven. These features stand in marked contrast with the activation-controlled and entropy-driven interaction of Ly49s with the viral immunoevasin m157, which is characterized by strong positive co-operativity and conformational selection. These differences are explained by the distinct structures of Ly49/MHC-I and Ly49/m157 complexes. Moreover, they reflect the opposing roles of NK cells to rapidly scan for virally infected cells and of viruses to escape detection using immunoevasins such as m157.
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