Forskere kortlægger vigtige immunsystemenzym for første gang

Biokemikere fra McGill University får et godt kig på, hvordan et specifikt enzym, der er en del af det menneskelige immunsystem, interagerer med en bestemt gruppe bakterier, der beskrives som gram-negative.

Forskere over hele verden "har studeret enzymet, kendt som AOAH, i mere end 30 år. Det er første gang, nogen har kunnet se præcis, hvordan det ser ud, " ifølge Bhushan Nagar, en lektor i biokemi ved McGill University i Montreal.

Mere end det, 3D-billederne fangede et øjeblik, som viser, hvordan AOAH inaktiverer et giftigt molekyle, der normalt er en del af forskellige gramnegative bakterier. Undersøgelsen blev udført på den canadiske lyskilde.

Adskillige typer gram-negative bakterier findes i hele miljøet. Mens nogle er harmløse, mange forårsager forskellige menneskelige sygdomme, siger Nagar. For eksempel, flere arter som E. coli og Salmonella, forårsage madbåren sygdom. Andre forårsager infektioner såsom lungebetændelse, meningitis, blodbanen infektioner eller gonoré.

Nogle typer af gram-negative bakterielle infektioner udviser lægemiddelresistens og er stadig sværere at behandle, gør det endnu vigtigere at forstå, hvordan det menneskelige immunsystem interagerer med dem.

Når en infektion udvikler sig, det udløser generelt betændelse gennem en giftig komponent af den ydre skal af gram-negative bakterier, kaldet lipopolysaccharid (LPS) - også almindeligvis omtalt som et endotoksin.

"Inflammation er en beskyttende reaktion fra immunsystemet, når man bekæmper infektioner, "siger Nagar.

Det er det, der forårsager feber, smerter, hævelse og undertiden rødme på huden. Men der er en fin balance. For meget betændelse kan få en person til at blive sygere og endda dø, mens for lidt ikke hjælper med at dræbe de bakterier, der forårsager infektionen. Immunsystemet styrer dette problem ved at dæmpe betændelse efter den første akutte reaktion. Den vej, betændelsen forårsager ikke overdreven skade.

Efter infektionen er fjernet, systemet skal nulstille sig selv, så det vil være parat til at bekæmpe nye infektioner. Dette job falder i hænderne på AOAH-enzymet. Med den gramnegative bakterie, det blev konstateret, at AOAH målretter mod binder sig til, og fjerner to specifikke områder på LPS, gør det ineffektivt og får systemet til at nulstille.

Forskerne var i stand til at se billederne ved hjælp af en krystalliseret prøve af AOAH bundet til en del af LPS. Resultaterne gav mulighed for et detaljeret kig på AOAHs molekylære struktur og viste klart, hvilke dele af dens overflade, der interagerede med toksinet.

"Vi kunne faktisk se den molekylære mekanisme, enzymet bruger til at klippe dele af LPS af for at inaktivere det, " siger Nagar.

Resultaterne blev offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences tidligere i år.

Billederne giver et kort til AOAH -enzymet og åbner døren til andre forskningsretninger. Nogle former for AOAH er forbundet med visse sygdomme, såsom astma og kronisk bihulebetændelse. At kende dens fulde struktur vil hjælpe forskere med bedre at forstå, hvordan dens sygdomsfremkaldende variationer er og kan give detaljer, der er nødvendige for at udvikle nye behandlinger for infektioner eller metoder til at forhindre dem.