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J Mol Biol:特殊免疫蛋白或可作为潜在的药物转运载体

来源:生物谷 2013-04-28 00:23

2013年4月28日 讯 /生物谷BIOON/ --蛋白质C4BP的结构类似于一只蜘蛛伸出其八只臂所形成的空间结构,近日,刊登在国际杂志Journal of Molecular Biology上的一篇研究报告中,来自德国亥姆霍兹传染病研究中心(Helmholtz Centre for Infection Research)的研究者描述了蛋白质C4BP的这种特殊的“蜘蛛形”结构。

这项研究同样也按时着蛋白质C4BP或许可以作为一种支架结构来进行活性药物制剂的运输载体,尤其是针对生物分子。所谓的组分系统实际上就是机体中部分的先天免疫系统,超过60种不同的蛋白质形式形成了机体抵御致病菌的第一道防线,其中的一个组分就是C4b结合蛋白C4BP,其在血液中作为免疫防线可以抵御细菌感染,只有当科学家们鉴别出其分子的空间结构后,这些蛋白质如何精确行使其功能或者与其它分子进行作用就会被揭晓。

结构生物学家使用X射线机对这种分子进行了测试,并且可以在电脑中重新构建这种分子的空间结构,C4BP八只臂中的七只臂都是α链,而第八只是β链,不同于其它的臂。这种蜘蛛状结构就可以使得侧链聚集起来形成所谓的寡聚化结构域。

蛋白质C4BP的新型结构可以产生两种变形,然而其中一种结构更为可行,因为其更稳定一些,研究者Thomas Hofmeyer说,尽管煮沸也不能破坏其结构。通常情况下人类蛋白质在40度以下是处于稳定状态的,在人集体中也找不到较高温度的部位,而C4BP的稳定性也是有完全不同的目的的,其和所有补体系统的组分一样,C4b结合蛋白在血浆中存在,而且蛋白质在血液中暴露于巨大的剪切力下,因此,蛋白质需要更加稳定来使其更容易抵御血液中的剪切力。

这项研究中研究者解析了蛋白质C4BP的结构,研究者表示,他们可以蛋白质这种寡聚化的结构域作为一个框架,用来合理修饰药物分子,这或许对于开发新型疫苗提供思路,该蛋白质的臂(α链)或许可以提供7倍的结合能力,这或许可以使得更多活性的药物成分来靶向定位,对于未来的疫苗开发来说,或许可以限制疫苗的用量,从而来避免不必要的副作用发生。(生物谷Bioon.com)

Arranged Sevenfold: Structural Insights into the C-Terminal Oligomerization Domain of Human C4b-Binding Protein

Thomas Hofmeyer1, †, Stefan Schmelz2, †, Matteo T. Degiacomi3, Matteo Dal Peraro3, Matin Daneschdar1, 2, Andrea Scrima4, Joop van den Heuvel5, Dirk W. Heinz2, Harald Kolmar1, ,

The complement system as a major part of innate immunity is the first line of defense against invading microorganisms. Orchestrated by more than 60 proteins, its major task is to discriminate between host cells and pathogens and to initiate immune response. Additional recognition of necrotic or apoptotic cells demands a fine-tune regulation of this powerful system. C4b-binding protein (C4BP) is the major inhibitor of the classical complement and lectin pathway. The crystal structure of the human C4BP oligomerization domain in its 7α isoform and molecular simulations provide first structural insights of C4BP oligomerization. The heptameric core structure is stabilized by intermolecular disulfide bonds. In addition, thermal shift assays indicate that layers of electrostatic interactions mainly contribute to the extraordinary thermodynamic stability of the complex. These findings make C4BP a promising scaffold for multivalent ligand display with applications in immunology and biological chemistry.

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