Szerin proteázok az immunrendszerben: szerkezet, funkció, fiziológiai jelentőség = Serine proteases of the immune system: structure, function, physiological significance

Gál, Péter and Ambrus, Géza and Beinrohr, László and Cseh, Sándor and Kocsis, Andrea and Lorincz, Zsolt and Sebestyén, Edina and Závodszky, Péter (2008) Szerin proteázok az immunrendszerben: szerkezet, funkció, fiziológiai jelentőség = Serine proteases of the immune system: structure, function, physiological significance. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 46444_ZJ1.pdf Download (68kB)

Abstract

A komplement rendszer egy szerin proteázokból álló kaszkádrendszer, amely a természetes immunitás részeként fontos szerepet tölt be a fertőzések elleni védekezésben. Munkánk során tanulmányoztuk a komplement aktiválódás klasszikus és lektin útjában résztvevő szerin proteáz enzimek szerkezetét, működését és fiziológiai jelentőségét. Meghatároztuk a lektin út kulcsenzimének, a MASP-2-nek a térszerkezetét aktív és zimogén formában. Jellemeztük a két forma enzimatikus tulajdonságait is. A szerkezetekből és mérésekből kiindulva modelleztük a MASP-2 szubsztrát-indukálta autoaktiválódási mechanizmusát atomi szinten. Ugyancsak meghatároztuk a C1r, a klasszikus aktiválódási út során autoaktiválódó, szerin proteáz térszerkezetét. A térszekezet és mérési adatok alapján egy új modellt alkottunk a klasszikus út iniciációs lépésére, a C1r autokativálódására a C1 komplexen belül. NMR spektroszkópia segítségével vizsgáltuk, hogy a C1r molekula mely szegmense felelős a funkcióhoz szükséges konformációs flexibilitásért. A komplement proteázok szubsztrátspecificitásának tanulmányozása során megerősítettük, hogy a vérben található két proteolitikus kaszkádrendszer, a véralvadás és a komplement, nem függetlenek egymástól, hanem több ponton is kölcsönhatásban állnak. Sikerült meghatároznunk a korai komplement proteázok közös fiziológiás inhibitorának, a C1-inhibitornak a térszerkezetét. A térszerkezet alapján megmagyaráztuk a heparin inhibitor-moduláló hatását, valamint a betegséget (örökletes angioödéma) okozó mutációk szerkezeti hátterét. | The complement system is a proteolytic cascade system that plays an essential role in the innate immunity. We studied the structure, function and physiological relevance of the serine proteases involved in the classical and lectin activation pathways of complement. We determined the 3D structures of the zymogen and active forms MASP-2 which is the key enzyme of the lectin pathway. We also characterized the enzymatic properties of the two forms. Using the structural and experimental data we built an in silico model for the mechanism of the substrate-induced autoactivation of MASP-2. We also solved the crystal structure of Cr, which is the autoactivating protease of the classical pathway. Based on our data we built a new functional model for the initiation step of the classical pathway: the autoactivation of C1r in the C1 complex. We used NMR to study the conformational flexibility of C1r in solution. Our study concerning the substrate specificity of the complement proteases reinforced our view that the two proteolytic cascade systems that are present in the blood plasma (ie the complement and the coagulation systems) are not independent, but interact with each-other in several ways. We managed to determine the 3D structure of the C1-inhibitor, which is the common inhibitor of the early complement proteases and some other proteases in the blood. The structure revealed the background of the inhibitor function modulating effect of heparin and we could explain the structural basis of some mutation which lead to the development of the disease, hereditary angioedema.

Actions (login required)

Edit Item