Integrin Alpha2Beta1からのIドメインの結晶構造

コラーゲンの細胞表面接着受容体およびヒト病原体エコーウイルス-1のアルファサブユニットからのIドメインの高解像度結晶構造を決定しました。ドメインは、予想どおり、ジヌクレオチド結合foldを採用し、ベータシートの上部に結合したMg2+を備えた金属イオン依存性接着部位モチーフが含まれています。白血球インテグリンIドメインの結晶構造との比較は、マグネシウムイオンの中心にある溝を作成するドメインの金属イオン依存性接着部位の表面から突き出た新しいヘリックス（Cヘリックス）を明らかにします。コラーゲントリプルヘリックスの溝へのモデリングは、コラーゲンからのグルタミン酸側鎖が金属イオンを調整できること、およびCヘリックスインサートが結合特異性の主要な決定要因であることを示唆しています。Echovirus-1の結合部位は、アルファ2-Iドメインの明確な表面（ベータシートの1つのエッジ）にマップされ、ウイルスとコラーゲンの結合が異なるメカニズムによって発生することを示すデータと一致しています。コラーゲンも結合する相同フォンウィルブランド因子A3ドメインとの比較は、2つのドメインが異なる方法でコラーゲンに結合することを示唆しています。

We have determined the high resolution crystal structure of the I domain from the alpha-subunit of the integrin alpha2beta1, a cell surface adhesion receptor for collagen and the human pathogen echovirus-1. The domain, as expected, adopts the dinucleotide-binding fold, and contains a metal ion-dependent adhesion site motif with bound Mg2+ at the top of the beta-sheet. Comparison with the crystal structures of the leukocyte integrin I domains reveals a new helix (the C-helix) protruding from the metal ion-dependent adhesion site face of the domain which creates a groove centered on the magnesium ion. Modeling of a collagen triple helix into the groove suggests that a glutamic acid side chain from collagen can coordinate the metal ion, and that the C-helix insert is a major determinant of binding specificity. The binding site for echovirus-1 maps to a distinct surface of the alpha2-I domain (one edge of the beta-sheet), consistent with data showing that virus and collagen binding occur by different mechanisms. Comparison with the homologous von Willebrand factor A3 domain, which also binds collagen, suggests that the two domains bind collagen in different ways.