Структура и динамика GAD65 в комплексе с аутоантителом, ассоциированным с аутоиммунным полигландулярным синдромом 2-го типа

Фермент глутаматдекарбоксилаза (GAD) синтезирует нейромедиатор ГАМК с использованием пиридоксаль-5′-фосфата (PLP). GAD существует в виде двух изоформ — GAD65 и GAD67. Только GAD65 служит основным аутоантигеном и часто связан с сахарным диабетом 1-го типа и другими аутоиммунными заболеваниями. В этой работе мы охарактеризовали структуру и динамику GAD65, а также его взаимодействие с аутоантителом b96.11, ассоциированным с аутоиммунным полигландулярным синдромом 2-го типа. С помощью масс-спектрометрии с водородно-дейтериевым обменом (HDX), рентгеновской кристаллографии, криоэлектронной микроскопии и вычислительных методов мы исследовали конформационную динамику апо- и холо-GAD65, а также комплекса GAD65 с аутоантителом. Данные HDX выявили локальные изменения динамики, сопровождающие самоинактивацию; каталитическая петля способствует согласованным движениям на интерфейсе между C-концевым доменом и доменом связывания PLP. В комплексе GAD65–b96.11 во взаимодействии преобладают гипервариабельные участки тяжёлой цепи антитела; длинный участок CDRH3 соединяет димер GAD65 за счёт электростатических взаимодействий с мотивом PEVKEK. Это связывание увязывает структурные элементы, определяющие конформационную гибкость GAD65, с его свойствами аутоантигена. Таким образом, различия в аутоантигенности GAD65 и GAD67, по-видимому, обусловлены внутренней динамикой белков, а не различиями последовательностей эпитопов. Полученные данные раскрывают структурные и динамические факторы, определяющие различия в реактивности аутоантител к GAD65 и GAD67, и предлагают пересмотренное объяснение аутоиммунного ответа на GAD65. 260265