Anti-Müllerian hormone (AMH), or Müllerian-inhibiting substance, is a protein hormone that promotes Müllerian duct regression during male fetal sexual differentiation and regulation of folliculogenesis in women. AMH is a member of the transforming growth factor beta (TGF-β) family, which has evolved to signal through its own dedicated type II receptor, AMH receptor type II (AMHR2). Structures of other TGF-β family members have revealed how ligands infer specificity for their cognate receptors; however, it is unknown how AMH binds AMHR2 at the molecular level. Therefore, in this study, we solved the X-ray crystal structure of AMH bound to the extracellular domain of AMHR2 to a resolution of 2.6Å. The structure reveals that while AMH binds AMHR2 in a similar location to Activin and BMP ligand binding to their type II receptors, differences in both AMH and AMHR2 account for a highly specific interaction. Furthermore, using an AMH responsive cell-based luciferase assay, we show that a conformation in finger 1 of AMHR2 and a salt bridge formed by K534 on AMH and D81/E84 of AMHR2 are key to the AMH/AMHR2 interaction. Overall, our study highlights how AMH engages AMHR2 using a modified paradigm of receptor binding facilitated by modifications to the three-finger toxin fold of AMHR2. Furthermore, understanding these elements contributing to the specificity of binding will help in the design of agonists or antagonists or the selection of antibody therapies.

抗苗勒管激素 (AMH) 或苗勒管抑制物质是一种蛋白质激素，可在男性胎儿性分化过程中促进苗勒管退化和调节女性卵泡发生。AMH 是转化生长因子 β (TGF-β) 家族的成员，该家族已进化为通过其自身的专用 II 型受体 AMH 受体 II 型 (AMHR2) 发出信号。其他 TGF-β 家族成员的结构揭示了配体如何推断其同源受体的特异性；然而，尚不清楚 AMH 如何在分子水平上结合 AMHR2。因此，在本研究中，我们解析了与 AMHR2 细胞外结构域结合的 AMH 的 X 射线晶体结构，分辨率为 2.6Å。该结构表明，虽然 AMH 在与激活素和 BMP 配体结合其 II 型受体相似的位置结合 AMHR2，AMH 和 AMHR2 的差异导致了高度特异性的相互作用。此外，使用基于 AMH 响应细胞的荧光素酶测定，我们表明 AMHR2 手指 1 中的构象和由 AMH 上的 K534 和 AMHR2 的 D81/E84 形成的盐桥是 AMH/AMHR2 相互作用的关键。总体而言，我们的研究强调了 AMH 如何使用修饰的受体结合范式与 AMHR2 结合，这种范式是通过修改 AMHR2 的三指毒素折叠来促进的。此外，了解有助于结合特异性的这些要素将有助于激动剂或拮抗剂的设计或抗体疗法的选择。我们表明 AMHR2 手指 1 中的构象和由 AMH 上的 K534 和 AMHR2 的 D81/E84 形成的盐桥是 AMH/AMHR2 相互作用的关键。总体而言，我们的研究强调了 AMH 如何使用修饰的受体结合范式与 AMHR2 结合，这种范式是通过修改 AMHR2 的三指毒素折叠来促进的。此外，了解有助于结合特异性的这些要素将有助于激动剂或拮抗剂的设计或抗体疗法的选择。我们表明 AMHR2 手指 1 中的构象和由 AMH 上的 K534 和 AMHR2 的 D81/E84 形成的盐桥是 AMH/AMHR2 相互作用的关键。总体而言，我们的研究强调了 AMH 如何使用修饰的受体结合范式与 AMHR2 结合，这种范式是通过修改 AMHR2 的三指毒素折叠来促进的。此外，了解有助于结合特异性的这些要素将有助于激动剂或拮抗剂的设计或抗体疗法的选择。