近日，我司陈新华团队的研究解析了大黄鱼I型干扰素IFNi的高分辨（1.39 Å）晶体结构，并揭示了IFNi与受体结合的详细机制。研究结果以题为“Molecular and Structural Basis of Receptor Binding and Signaling of a Fish Type I IFN with Three Disulfide Bonds”的论文发表于美国免疫学家协会的旗舰期刊The Journal of Immunology。

       I型干扰素对大多数病毒先天防御至关重要，也在引发宿主适应性免疫反应中发挥重要作用。 目前，哺乳类I型干扰素的抗病毒功能与受体结合机制研究得较为清楚，哺乳动物I型干扰素IFN-α/β）主要含有1～2对分子内二硫键，通过结合细胞膜表面的异源受体IFNAR1和IFNAR2进而激活JAK-STAT信号通路。硬骨鱼类I型干扰素也被广泛研究并证明其具有重要的抗病毒效应，然而关于硬骨鱼类I型干扰素识别并结合相应受体的详细机制尚不清楚。大黄鱼（Larimichthys crocea, Lc）IFNi刺激头肾白细胞后能够显著激活JAK-STAT信号通路中的调控因子（JAK1，STAT1，STAT2，IRF9）以及促进抗病毒基因（MxA，PKR，Viperin）的表达，同时可提高STAT1和STAT2的磷酸化水平（图1）。

图1. 大黄鱼IFNi蛋白刺激头肾白细胞激活JAK-STAT信号通路

       通过荧光素酶报告基因筛选，Co-IP，分子筛层析，受体抗体阻断等实验证明LcCRFB2和LcCRFB5为LcIFNi的信号传导受体，且可形成稳定的LcIFNi/LcCRFB2-Ex/LcCRFB5-Ex三元复合物；ITC（Isothermal titration calorimetry）实验进一步证明LcCRFB5为LcIFNi的较高亲和力受体（图2）。

图2. 大黄鱼IFNi受体的筛选与互作实验

       利用蛋白晶体学技术解析了LcIFNi的高分辨三维结构，发现LcIFNi具有独特的3对二硫键结构，这在I型干扰素结构中是首次报道的（图3）。

图3. 大黄鱼IFNi的晶体结构以及和同源结构的比较

      基于LcIFNi的晶体结构以及预测的LcCRFB2-Ex和LcCRFB5-Ex三维结构模型，我们利用人源的IFNω/IFNAR1/IFNAR2三元复合物结构搭建了LcIFNi/LcCRFB2-Ex/LcCRFB5-Ex的三元复合物模型。通过氨基酸突变和功能实验，进一步验证LcIFNi与受体间的关键互作氨基酸。综合复合物模型的分析，我们认为LcIFNi/LcCRFB2-Ex与IFNω/IFNAR2具有较为相似的空间结合模式，而LcIFNi/LcCRFB5-Ex与IFNω/IFNAR1的空间结合模式差异较大。我们的研究结果首次报道了鱼类中具有3对二硫键的I型干扰素晶体结构，同时为认识鱼类中I型干扰素与受体的详细结合机制提供了新的证据（图4）。

图4. 大黄鱼IFNi的JAK-STAT信号传导和IFNi与受体CRFB2/CRFB5结合模式

       公司为该论文第一署名单位，陈新华团队博士生陈景杰、关燕云为该论文共同第一作者，我司陈新华教授为该论文的通讯作者，福建师范大员工命科学学院欧阳松应教授为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家现代农业产业技术体系等项目的资助。

      论文链接：http://www.jimmunol.org/content/early/2022/07/29/jimmunol.2200202