Molecular interactions important for Axl activation

AXL er en reseptor tyrosinkinase som er høyt uttrykt i flere kreftformer, og aktivering av AXL er forbundet med celleoverlevelse, spredning, migrasjon og immunologisk respons. På grunn av at AXL er involvert i mange cellulære prosesser på tvers av forskjellige ondartede vevstyper er det et kritisk behov for å forstå og modulere Axl-signalering i tumormikromiljøet. Målet med dette prosjektet er å forbedre forståelsen av den molekylære mekanismen for interaksjonen mellom AXL og GAS6, PtdSer, og det terapeutiske antistoffet tilvestamab ved å bruke strukturell biologi som forskningsmetode. Metodene som blir brukt er cryo-elektronmikroskopi og røntgenstråling krystallografi. Etter at den globale Covid pandemien hadde startet ble AXL identifisert som en mulig bindingspartner av COVID-19 sitt spike-protein. Et samarbeid med professor Wendy Maury ved Universitiy of Iowa bekreftet at AXL medierer en økning i COVID-19-infeksjon. Dette prosjektet viste også at mekanismen ikke er gjennom en direkte interaksjon med spike-proteinet, men snarere en interaksjon med et lipid i virusmembranen. Disse resultatene er nå del av en publikasjon i tidsskriftet PLoS Pathogens.

-

The receptor tyrosine kinase Axl regulates vital physiological processes including cell survival, cell proliferation, migration, motility, epithelial to mesenchymal transition, and immunologic response. Axl activation is associated with invasiveness and resistance to therapy in many cancers and has recently been shown to play a key role in a range of fibrotic diseases. Axl is activated by its ligand, growth arrest-specific protein 6 (Gas6). Optimal activation of Axl requires clustering of Gas6 through binding to the lipid phosphatidylserine (PtdSer), found on the membranes of dying cells. This interaction depends on the Vitamin K-dependent post-translational modification of several glutamate residues near the N-terminus of Gas6 to ?-carboxyglutamate. In this project, in order to better understand extracellular events in Axl signaling, the structure of the entire extracellular domain of Axl receptor in complex with Gas6 and phosphatidylserine will be determined. BerGenBio is focussed on the pre-clinical and clinical development of Axl inhibitors, including a high affinity function-blocking antibody tilvestamab that targets the N-terminal domain of Axl. To provide insight into the mode of action of tilvestamab, the crystal structure of Axl extracellular domain in complex with tilvestamab will also be determined. Key R&D challenges with this project will be the production of sufficient quantities of the individual protein components and finding appropriate conditions for the growth of well-diffracting crystals for X-ray structure determination. Gas6 is expected to be especially challenging due to the difficulty in ensuring complete ?-carboxylation. The anticipated results will provide us with a clearer understanding of the molecular details of Gas6 activation of Axl, and how this activation can most effectively be inhibited therapeutically.