Streptococcus pyogenes (Group A streptococcus; GAS) is an important human pathogen responsible for mild to severe, life-threatening infections. GAS expresses a wide range of virulence factors, including the M family proteins. The M proteins allow the bacteria to evade parts of the human immune defenses by triggering the formation of a dense coat of plasma proteins surrounding the bacteria, including IgGs. However, the molecular level details of the M1-IgG interaction have remained unclear. Here, we characterized the structure and dynamics of this interaction interface in human plasma on the surface of live bacteria using integrative structural biology, combining cross-linking mass spectrometry and molecular dynamics (MD) simulations. We show that the primary interaction is formed between the S-domain of M1 and the conserved IgG Fc-domain. In addition, we show evidence for a so far uncharacterized interaction between the A-domain and the IgG Fc-domain. Both these interactions mimic the protein G-IgG interface of group C and G streptococcus. These findings underline a conserved scavenging mechanism used by GAS surface proteins that block the IgG-receptor (FcγR) to inhibit phagocytic killing. We additionally show that we can capture Fab-bound IgGs in a complex background and identify XLs between the constant region of the Fab-domain and certain regions of the M1 protein engaged in the Fab-mediated binding. Our results elucidate the M1-IgG interaction network involved in inhibition of phagocytosis and reveal important M1 peptides that can be further investigated as future vaccine targets.

化脓性链球菌（A链球菌； GAS）是一种重要的人类病原体，可导致轻度至严重的威胁生命的感染。GAS表达多种毒力因子，包括M家族蛋白。M蛋白通过触发围绕细菌的密集血浆蛋白（包括IgG）的形成，从而使细菌逃避了部分人体免疫防御。但是，M1-IgG相互作用的分子水平细节仍不清楚。在这里，我们使用整合结构生物学方法，结合了交联质谱和分子动力学（MD）模拟，对活细菌表面人血浆中人血浆中这种相互作用界面的结构和动力学进行了表征。我们显示主要相互作用是在M1的S结构域和保守的IgG Fc结构域之间形成的。此外，我们显示了A结构域和IgG Fc结构域之间迄今尚未表征的相互作用的证据。这两种相互作用都模拟了C组和G链球菌的蛋白质G-IgG界面。这些发现强调了由GAS表面蛋白使用的保守清除机制，该表面蛋白阻断IgG受体（FcγR）抑制吞噬细胞的杀伤。我们还显示，我们可以在复杂的背景下捕获Fab结合的IgG，并确定Fab结构域的恒定区与参与Fab介导的结合的M1蛋白的某些区域之间的XL。我们的结果阐明了参与吞噬抑制作用的M1-IgG相互作用网络，并揭示了重要的M1肽，可以进一步研究该肽作为未来的疫苗靶标。这两种相互作用都模拟了C组和G链球菌的蛋白质G-IgG界面。这些发现强调了由GAS表面蛋白使用的保守清除机制，该表面蛋白阻断IgG受体（FcγR）抑制吞噬细胞的杀伤。我们还显示，我们可以在复杂的背景下捕获Fab结合的IgG，并确定Fab结构域的恒定区与参与Fab介导的结合的M1蛋白的某些区域之间的XL。我们的结果阐明了参与吞噬抑制作用的M1-IgG相互作用网络，并揭示了重要的M1肽，可以进一步研究该肽作为未来的疫苗靶标。这两种相互作用都模拟了C组和G链球菌的蛋白质G-IgG界面。这些发现强调了由GAS表面蛋白使用的保守清除机制，该表面蛋白阻断IgG受体（FcγR）抑制吞噬细胞的杀伤。我们还显示，我们可以在复杂的背景下捕获Fab结合的IgG，并确定Fab结构域的恒定区与参与Fab介导的结合的M1蛋白的某些区域之间的XL。我们的结果阐明了参与吞噬抑制作用的M1-IgG相互作用网络，并揭示了重要的M1肽，可以进一步研究该肽作为未来的疫苗靶标。我们还显示，我们可以在复杂的背景下捕获Fab结合的IgG，并确定Fab结构域的恒定区与参与Fab介导的结合的M1蛋白的某些区域之间的XL。我们的结果阐明了参与吞噬抑制作用的M1-IgG相互作用网络，并揭示了重要的M1肽，可以进一步研究该肽作为未来的疫苗靶标。我们还显示，我们可以在复杂的背景下捕获Fab结合的IgG，并确定Fab结构域的恒定区与参与Fab介导的结合的M1蛋白的某些区域之间的XL。我们的结果阐明了参与吞噬抑制作用的M1-IgG相互作用网络，并揭示了重要的M1肽，可以进一步研究该肽作为未来的疫苗靶标。