W77F/W212F双突变体结构解析：揭示弓首蛔虫半乳糖凝集素（Tl-gal）中色氨酸残基对糖结合功能的关键作用

这篇研究通过解析弓首蛔虫半乳糖凝集素（Tl-gal）W77F/W212F双突变体的晶体结构（包括apo状态和葡萄糖复合物），揭示了保守色氨酸残基在维持半乳糖凝集素（Galectin）结构和糖结合功能中的关键作用。该研究为理解人类同源蛋白Galectin-9（含两个CRD结构域）的免疫调控机制提供了结构基础，尤其阐明了W77/W212突变导致的构象变化如何影响碳水化合物识别域（CRD）的功能。

　　

亮点

• Tl-gal W77F/W212F突变体首次揭示色氨酸残基对半乳糖凝集素结构的全局影响

• 葡萄糖复合物结构阐明芳香族氨基酸在糖识别中的关键作用

• 为人类Galectin-9的免疫调控机制提供进化保守性证据

材料与方法

克隆与突变构建

将全长野生型Tl-gal（1-278氨基酸）克隆至pET-28a载体，通过定点突变PCR将77位（TGG→TTT）和212位（TGG→TTT）色氨酸替换为苯丙氨酸。引物设计参照先前研究，正向引物5’-TTCAGCAAAGGTGAA...用于W77F突变。

W77F/W212F突变体与葡萄糖复合物的X射线晶体结构

全长Tl-gal含278个氨基酸（~32 kDa），具有N端CRD（NCRD；1-142）和C端CRD（CCRD；150-278），通过短连接区（143-149）相连。相比人类Galectin-9（含30%序列相似性），其连接区更短。人类Galectin-9（40 kDa，353氨基酸）的NCRD（1-148）与CCRD（227-355）间存在长柔性连接区——这正是其全长结构难以解析的原因。

讨论

半乳糖凝集素家族在细胞信号通路中发挥核心作用。作为串联重复型半乳糖凝集素，Galectin-9通过糖蛋白互作调控免疫应答。但人类Galectin-9的全长结构尚未解析，仅NCRD和CCRD结构已知——这很可能源于其CRD间长连接区的柔性特性。

结论

本研究首次证明Tl-gal中W77/W212色氨酸残基的突变会诱导蛋白质整体构象变化，进而影响糖结合能力。这些保守芳香族残基如同"分子锁扣"，维持着CRD的结构完整性。该发现为设计靶向半乳糖凝集素-糖相互作用的免疫调节药物提供了新视角。