二量体状態の発現およびトランスフェリン受容体の機能活性には分子間ジスルフィド結合は必要ありません

ヒトトランスフェリン受容体は、細胞表面のジスルフィド結合二量体として発現します。分子間ジスルフィド結合の部位は、CYS-89およびCYS-98です。Cys-89およびCys-98のセリン残基を置換することにより、トランスフリン受容体の共有結合二量体構造の機能的有意性を調べました。検出可能な内因性トランスフリン受容体を欠く中国のハムスター卵巣細胞（クローンTF-）で野生型および変異したトランスフリン受容体を発現しました。受容体エンドサイトーシスとリサイクルの速度を測定し、[59FE]拡散トランスフェリンとインキュベートした細胞による鉄の蓄積を調査しました。野生型および変異受容体を発現する細胞を比較した場合、これらの速度の間に有意差は観察されませんでした。分子間ジスルフィド結合を欠く変異受容体の構造を調査しました。非共有二量体構造を持つ変異受容体の集団の存在は、Diferric [125i]トランスフリンと二官能性試薬suberimiditeを使用した架橋研究によって示されました。しかし、トリトンX-100の溶解性トランスフリン受容体のスクロース密度勾配沈降分析は、変異体受容体がこの受容体リガンドの存在下で、およびこの受容体リガンドの存在下で見かけの二量体としてモノマーとして存在することを示しました。トランスフェリン受容体の共有結合二量体構造は、受容体の二量体状態と機能活性の発現には必要ないと結論付けています。

The human transferrin receptor is expressed as a disulfide-linked dimer at the cell surface. The sites of intermolecular disulfide bonds are Cys-89 and Cys-98. We have examined the functional significance of the covalent dimeric structure of the transferrin receptor by substitution of Cys-89 and Cys-98 with serine residues. Wild-type and mutated transferrin receptors were expressed in Chinese hamster ovary cells (clone TF-) that lack detectable endogenous transferrin receptors. The rates of receptor endocytosis and recycling were measured and the accumulation of iron by cells incubated with [59Fe]diferric transferrin was investigated. No significant differences between these rates were observed when cells expressing wild-type and mutated receptors were compared. The structure of the mutant receptor lacking intermolecular disulfide bonds was investigated. The presence of a population of mutant receptors with a non-covalent dimeric structure was indicated by cross-linking studies using diferric [125I]transferrin and the bifunctional reagent disuccinimidyl suberimidate. However, sucrose density gradient sedimentation analysis of Triton X-100 solubilized transferrin receptors demonstrated that the mutant receptor existed as a monomer in the absence of diferric transferrin and as an apparent dimer in the presence of this receptor ligand. We conclude that the covalent dimeric structure of the transferrin receptor is not required for the expression of the dimeric state and functional activity of the receptor.