Pentagon og bønnen - tegner strukturen af ​​et immunsystemprotein igen

Forskere har afsløret strukturen af ​​et vigtigt immunprotein, skabe fremtidige muligheder for at udvikle mere effektive lægemidler til en række sygdomme fra kræft til neurologiske sygdomme. Forskere fra University of Tokyo gjorde denne opdagelse med computeriseret billedanalyse og moderne elektronmikroskopisk billeddannelse.

Forskere verificerede strukturen af ​​naturligt immunglobulin M (IgM) protein, en vigtig del af immunsystemet, ved hjælp af mus og humane versioner af proteinet. IgM forstås nu at være formet som en ufuldstændig sekskant, eller en femkant med et kileformet hul.

"Vi bliver nødt til at revidere lærebøgerne, "sagde professor Toru Miyazaki, lederen af ​​laboratoriet, hvor IgM -strukturen blev identificeret på Graduate School of Medicine.

IgM er det første immunsystemprotein, der udvikler sig i det menneskelige foster og forbliver den første reagerer på patogener gennem hele livet. Strukturen af ​​IgM blev først identificeret i 1969 som en "fem-spids, stjerneformet bord "og opdateret i 2009 til at være en femsidet kuppel eller" champignonhætte ".

"Den originale IgM-model blev fremstillet ved at se på et par individuelle molekyler i hånden med det, vi i dag synes er et lavopløselig mikroskop. Nu har vi klarere billeder, og computeren kan undersøge tusindvis af individuelle IgM-molekyler, "sagde Miyazaki.

Opdagelsen af ​​den ufuldstændige sekskant i 2018 var faktisk en sekundær interesse for Miyazaki, oprindeligt en læge, der har opbygget sin forskningskarriere ved at studere et andet protein kaldet apoptosehæmmer af makrofag (AIM).

Siden identifikation af den korrekte form af IgM, forskere forstår nu, at inaktivt AIM ligger inde i hullet i IgM ufuldstændig sekskant. Den strukturelle forbindelse mellem IgM og AIM betyder, at lægemidler med evnen til at regulere frigivelsen af ​​AIM kunne bruges til at skabe AIM-baserede sygdomsterapier.

"Vi kan tænke på AIM som en jagerfly og IgM som hangarskibets skib. Når andre molekyler aktiverer immunsystemet, IgM frigiver AIM. Det meget mindre AIM -protein går rundt i kroppen for at fjerne beskadigede celler og forhindre sygdom, "sagde Miyazaki.

Miyazaki identificerede AIM i 1999, mens han arbejdede på Basel Institute for Immunology Institute i Schweiz. Dens lille størrelse betyder, at AIM let elimineres fra kroppen af ​​nyrerne og udskilles i urinen, så at forblive bundet inden for den større IgM beskytter AIM mod at blive fjernet, før det er nødvendigt.

AIM er et almindeligt molekyle i blodbanen, men den er kun aktiv, når kroppen udvikler en sygdom. AIM er kendt for at være vigtigt for at forhindre fedme, fedtsygdom hepatocellulært carcinom (leverkræft), multipel sklerose (MS), svampeinduceret peritonitis (betændelse i bugvægsmembranen), og akut nyreskade.

Den ufuldstændige sekskantstruktur er stadig kun en 2-D-forståelse af IgM-struktur. Miyazaki og hans team fortsætter med at foretage yderligere analyser og håber snart at kunne rapportere 3D-strukturen af ​​IgM.