抗原の生理学的特性は、IgG FC-領域とFC新生児受容体の親和性にアロステリックに影響します

新生児FC受容体（FCRN）は、血清免疫グロブリン（IgG）リサイクルに不可欠な役割を果たす重要な膜タンパク質であり、抗体の半減期を拡張します。さらに、FCRNは抗原結合免疫グロブリン（Ag-IGG）を輸送し、免疫複合体と相互作用して抗原提示細胞（APC）の免疫複合体に由来するペプチドの抗原交差予後を促進することが知られています。IgG-FCRN分子相互作用に関する研究は、主にFC領域に焦点を合わせており、最近ではFCRN結合に対する抗原結合断片化学発生特性の潜在的な影響を示しています。ただし、Ag-gg-FCRN結合に関連するIgG構造に対する抗原の化学的特性の効果はよく理解されていません。ここでは、IgG-ペプチド抗原複合体をモデルシステムとして使用して、IgG構造に対する抗原の生理学的特性の構造効果と、Ag-GG-FCRN相互作用のその後の効果を調査しました。ヒドロキシルラジカルフットプリント質量分析を使用して、抗原結合に対するIgGへの構造的影響を調査し、抗原の物理化学的特性がIgG FCRN結合領域の立体構造変化を誘導することを観察しました。これらの構造変化の程度は、Ag-IGG複合体とFCRNの親和性の違いの大きさと直接相関しています。さらに、抗原の物理化学的特性は、ag-gg-fcrn三元複合体内で構造の違いを特異的に誘導します。また、Fab-FCRN相互作用を裏付け、潜在的な2：1 FCRN：IgG結合化学量論の仮説を確認する電子顕微鏡データを提供します。これらのデータは、抗原誘発FC構造的再編成がFCRNと三量体抗原-GG-FCRN複合体に対する親和性の両方に影響を与えることを示しており、FCRN含有の大きな（R）サイズの免疫複合体の相互作用を理解するための最初のステップで新しい分子洞察を提供します。

The neonatal Fc receptor (FcRn) is a key membrane protein that plays an integral role in serum immunoglobulin (IgG) recycling, which extends the half-life of antibody. In addition, FcRn is known to traffic antigen-bound immunoglobulins (Ag-IgGs), and to interact with immune complexes to facilitate the antigen cross-presentation of peptides derived from the immune complexes in antigen-presenting cells (APCs). Studies on the IgG-FcRn molecular interactions have primarily focused on the Fc region, and only recently have shown the potential impact of the antigen-binding fragment physiochemical properties on FcRn binding. However, the effect of the antigen physiochemical properties on IgG structure as it relates to Ag-IgG-FcRn binding is not well understood. Here we used an IgG-peptide antigen complex as a model system to investigate the structural effects of the antigen's physiochemical properties on the IgG structure, and the subsequent effects of Ag-IgG-FcRn interactions. We used hydroxyl radical footprinting-mass spectrometry to investigate the structural impact on an IgG upon antigen binding, and observed that the physicochemical properties of the antigen differentially induce conformational changes in the IgG FcRn binding region. The extent of these structural changes directly correlates to the magnitude of the affinity differences between the Ag-IgG complexes and FcRn. Moreover, the antigen's physicochemical properties differentially induce structural differences within the Ag-IgG-FcRn ternary complex. We also provide electron microscopy data that shows corroborating Fab-FcRn interactions, and confirms the hypothesis of potential 2:1 FcRn:IgG binding stoichiometry. These data demonstrate antigen-induced Fc structural rearrangements affect both the affinity toward FcRn and the trimeric antigen-IgG-FcRn complex, providing novel molecular insights in the first steps toward understanding interactions of FcRn-containing large(r)-sized immune complex.