生物通报道：来自清华大学生命科学学院的研究人员报道了白细胞介素1 beta（interleukin 1beta，IL-1beta）与其受体IL-1RII和IL-1RAcP所组成的三元复合物的晶体结构，并揭示白细胞介素1结合并激活其受体的结构机理。这一研究成果公布在Nature Immunology杂志上。

领导这一研究的是2009年受聘于清华大学特别研究员的王新泉教授，其主要从事结构生物学领域的研究工作，研究手段包括X-射线晶体学和其他生物物理和生物化学技术。近年来在国际学术期刊和综述杂志上共发表论文12篇，其中以第一作者在Science上发表两篇论文，并在Annual Review of Immunology上发表一篇综述论文。最新这篇文章作者包括实验员王冬立，张森燕，博士研究生刘曦，梅坤荣，以及硕士研究生李良。

IL-1beta是一个重要的促炎细胞因子, 它先与其靶细胞上受体IL-1RI (interleukin-1 receptor type I)结合，然后与辅助受体IL-1RAcP (interleukin-1 receptor accessory protein)作用形成IL-1beta/IL-1RI/IL-1RAcP三元复合物，激活靶细胞内的NF-B和MAPKs信号通路，从而诱导一系列炎症相关分子的表达。人体内IL-1beta的作用受到紧密的调控，其中在胞外和细胞膜上的调控作用由IL-1受体拮抗剂（IL-1Ra）和诱饵受体IL-1RII (interleukin-1 receptor type II)所承担。IL-1Ra能与IL-1RI结合，但不能与IL-1RAcP作用；IL-1RII能与IL-1RI竞争IL-1beta的结合，同时还能够结合IL-1RAcP形成一个抑制性的IL-1beta/IL-1RII/IL-1RAcP三元复合物，这两个调控分子对IL-1beta的生物活性起着重要的负调控作用。很长一段时间以来，IL-1beta/IL-1RI是如何结合IL-1RAcP并激活受体复合物是IL-1研究领域一个亟待解决的基本问题，同时IL-1Ra发挥拮抗作用的结构基础也不是十分明了。

最新的这篇题为“Structural insights into the assembly and activation of IL-1beta with its receptors”的文章报道了白细胞介素1 beta（interleukin 1beta，IL-1beta）与其受体IL-1RII和IL-1RAcP所组成的三元复合物的晶体结构，结合生化分析，该结构揭示了白细胞介素1beta结合并激活其受体的结构机理。

利用在上海光源生物大分子晶体学线站（BL17U）上所收集到的衍射数据，王新泉课题组解析了IL-1beta，IL-1RII和IL-1RAcP所组成的抑制性三元复合物的3.3埃晶体结构。该研究结果首次描述了IL-1RAcP的三维空间结构，以及IL-1RAcP是如何与IL-1beta/IL-1RII相互作用的。利用以结构为基础的定点突变和生化分析，王新泉课题组证明了IL-1beta/IL-1RI和IL-1beta/IL-1RII与IL-1RAcP的结合方式非常相似，从而揭示了IL-1beta结合并激活受体的结构机理。该研究结果还揭示了IL-1Ra发挥拮抗作用的结构基础。

炎症反应是典型的固有免疫应答，IL-1beta作用的失调与一系列自身炎症和自身免疫疾病（例如痛风、类风湿性关节炎）密切相关，因而该研究成果不仅回答了IL-1研究领域的一个基本问题，同时也为以IL-1beta和其受体相互作用为靶标的药物设计提供了宝贵的结构信息。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Structural insights into the assembly and activation of IL-1beta with its receptors

Interleukin 1β (IL-1β) is a key orchestrator of inflammation and host defense that exerts its effects through IL-1 receptor type I (IL-1RI) and IL-1 receptor accessory protein (IL-1RAcP). How IL-1RAcP is recruited by IL-1β–IL-1RI to form the signaling-competent complex remains elusive. Here we present the crystal structure of IL-1β bound to IL-1 receptor type II (IL-1RII) and IL-1RAcP. IL-1β–IL-1RII generated a composite binding surface to recruit IL-1RAcP. Biochemical analysis demonstrated that IL-1β–IL-1RI and IL-1β–IL-1RII interacted similarly with IL-1RAcP. It also showed the importance of two loops of IL-1 receptor antagonist (IL-1Ra) in determining its antagonism. Our results provide a structural basis for assembly and activation of the IL-1 receptor and offer a general cytokine-receptor architecture that governs the IL-1 family of cytokines.

作者简介：

王新泉

    1990年进入复旦大学生命科学学院生物化学专业学习，1995年免试推荐进入中国科学院生物物理所攻读博士学位，师从梁栋材和常文瑞院士，2000年获博士学位。毕业后留所担任助理研究员，2003年8月起在美国斯坦福大学医学院从事博士后研究。

　　主要从事结构生物学领域的研究工作，研究手段包括X-射线晶体学和其他生物物理和生物化学技术。近年来在国际学术期刊和综述杂志上共发表论文12篇，其中以第一作者在Science上发表两篇论文，并在Annual Review of Immunology上发表一篇综述论文。

　　在中科院生物物理所担任助理研究员期间，参加了我国最早的结构基因组学研究工作，从事的科研项目包括国家自然科学基金委自然科学青年基金项目。在斯坦福大学做博士后期间，首次成功解析了细胞因子白细胞介素2（Interleukin-2，IL-2）与细胞表面三个不同受体分子所组成的复合物的晶体结构，揭示了IL-2与受体分子特异结合的分子机理，其结果被引用在教科书 Kuby Immunology (Sixth Edition)中。

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