SH2ドメインスワッピングによって媒介されるGRB2二量体化は、T細胞シグナル伝達とサイトカイン産生にとって重要です

GRB2は、幅広い結合パートナーからの細胞質シグナル伝達複合体を促進するために必要なアダプタータンパク質です。GRB2は、結晶および溶液中の単量体または二量体状態のいずれかに存在することが報告されています。GRB2ダイマーは、ドメイン間のタンパク質セグメントの交換によって形成されます。また、「ドメインスワッピング」とも呼ばれます。SH2（SH2/C-SH3ドメインスワップダイマー）の全長構造におけるSH2およびC末端SH3ドメインの間、および単離されたGRB2 SH2ドメイン（SH2/SH2ドメイン - ）のαヘリックス間でスワッピングが記載されています。交換ダイマー）。興味深いことに、SH2/SH2ドメインスワッピングは全長タンパク質内で観察されておらず、この新しいオリゴマーの立体構造の機能的影響も調査されていません。ここでは、インラインSECマルスサックス分析によってサポートされるSH2/SH2ドメインスワップの立体構造を備えたフルレングスGRB2ダイマーのモデルを生成しました。この立体構造は、以前に報告された切り捨てられたGRB2 SH2/SH2ドメインスワップダイマーと一致していますが、以前に報告された全長SH2/C末端SH3（C-SH3）ドメインスワップダイマーとは異なります。私たちのモデルは、SH2/SH2ドメインスワッピングを廃止または促進するSH2ドメイン内の突然変異を介して、モノマーまたは二量体状態のいずれかを支持するいくつかの新しいフルレングスGRB2変異体によって検証されています。GRB2ノックダウンとT細胞リンパ腫細胞株における選択されたモノマーおよび二量体変異体の再発現は、TCR刺激に応じてアダプタータンパク質LATおよびIL-2放出のクラスタリングに顕著な欠陥をもたらしました。これらの結果は、GRB2欠損細胞で同様に障害のあるIL-2放出を反映しています。これらの研究は、GRB2がヒトT細胞の初期シグナル伝達複合体を促進するためにGRB2にとって、SH2ドメインとモノマー/ダイマー遷移の間のドメインスワッピングとの新規二量体GRB2の立体構造が重要であることを示しています。

GRB2 is an adaptor protein required for facilitating cytoplasmic signaling complexes from a wide array of binding partners. GRB2 has been reported to exist in either a monomeric or dimeric state in crystal and solution. GRB2 dimers are formed by the exchange of protein segments between domains, otherwise known as "domain-swapping". Swapping has been described between SH2 and C-terminal SH3 domains in the full-length structure of GRB2 (SH2/C-SH3 domain-swapped dimer), as well as between α-helixes in isolated GRB2 SH2 domains (SH2/SH2 domain-swapped dimer). Interestingly, SH2/SH2 domain-swapping has not been observed within the full-length protein, nor have the functional influences of this novel oligomeric conformation been explored. We herein generated a model of full-length GRB2 dimer with an SH2/SH2 domain-swapped conformation supported by in-line SEC-MALS-SAXS analyses. This conformation is consistent with the previously reported truncated GRB2 SH2/SH2 domain-swapped dimer but different from the previously reported, full-length SH2/C-terminal SH3 (C-SH3) domain-swapped dimer. Our model is also validated by several novel full-length GRB2 mutants that favor either a monomeric or a dimeric state through mutations within the SH2 domain that abrogate or promote SH2/SH2 domain-swapping. GRB2 knockdown and re-expression of selected monomeric and dimeric mutants in a T cell lymphoma cell line led to notable defects in clustering of the adaptor protein LAT and IL-2 release in response to TCR stimulation. These results mirrored similarly-impaired IL-2 release in GRB2-deficient cells. These studies show that a novel dimeric GRB2 conformation with domain-swapping between SH2 domains and monomer/dimer transitions are critical for GRB2 to facilitate early signaling complexes in human T cells.