トランスグルタミナーゼ2の構造変化と自己抗体エピトープを調節する水素/重水素交換によって評価されたエピトープ

多機能酵素トランスグルタミナーゼ2（TG2）は、グルテン感受性腸症セリアック病の自己抗体の標的です。さらに、酵素はグルテンペプチドの脱アミド化の原因であり、その後T細胞が標的とします。TG2活性の調節とセリアック病における自己抗原としての酵素の役割を理解するために、質量分析で監視された水素/重水素交換を使用して、溶液中のTG2の構造特性に対処しました。TG2活性に必要なCa（2+）結合が、酵素の触媒コアドメインの構造変化を誘導することを実証します。システイン酸化はこれらの変化を廃止することがわかっており、ジスルフィド結合形成が酵素を不活性化するメカニズムを示唆しています。さらに、セリアック病患者の腸血漿細胞から生成されたTG2特異的ヒトモノクローナル抗体を使用することにより、自己抗体によるTG2の結合が病因に関連する可能性のある構造的変化を誘導できることが観察されました。セリアック病の自己抗体を標的とした2つの主要なエピトープの詳細なマッピングは、TG2分子のN末端部分の互いに隣接していることを明らかにしました。

The multifunctional enzyme transglutaminase 2 (TG2) is the target of autoantibodies in the gluten-sensitive enteropathy celiac disease. In addition, the enzyme is responsible for deamidation of gluten peptides, which are subsequently targeted by T cells. To understand the regulation of TG2 activity and the enzyme's role as an autoantigen in celiac disease, we have addressed structural properties of TG2 in solution by using hydrogen/deuterium exchange monitored by mass spectrometry. We demonstrate that Ca(2+) binding, which is necessary for TG2 activity, induces structural changes in the catalytic core domain of the enzyme. Cysteine oxidation was found to abolish these changes, suggesting a mechanism whereby disulfide bond formation inactivates the enzyme. Further, by using TG2-specific human monoclonal antibodies generated from intestinal plasma cells of celiac disease patients, we observed that binding of TG2 by autoantibodies can induce structural changes that could be relevant for the pathogenesis. Detailed mapping of two of the main epitopes targeted by celiac disease autoantibodies revealed that they are located adjacent to each other in the N-terminal part of the TG2 molecule.