从结构上揭示MHC-I肽组装复合体筛选蛋白片段机制

2017-11-17 绿谷生物 Nature
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图片来自S. Trowitzsch, A. Möller, R. Tampé。
 

如今,社交媒体帮助我们跟上时事。由于我们无法同时处理大量的信息,神经网络仅提取我们需要知道的信息。我们体内的细胞以一种类似的方式运作:在抵抗寄生虫、病毒甚至癌症的过程中,一种被称作MHC-I肽组装复合体(MHC-I peptide-loading complex)的分子机器选择对免疫系统很重要的蛋白片段。


在一项新的研究中,来自德国马克斯普朗克生物物理研究所、法兰克福大学和马丁路德大学的研究人员阐明了这种蛋白复合体的结构和工作方式。相关研究结果于2017年11月6日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Structure of the human MHC-I peptide-loading complex”。

在细胞中,以小的蛋白片段(即肽)形式存在的状态更新携带着来自该细胞内部的信息。这些肽被MHC-I蛋白呈递到细胞表面上,这样它们就能够被免疫系统检测到。MHC-I分子将关于癌细胞或被病毒感染的细胞的信息快速地传递给免疫系统。这就使得免疫系统能够识别退化的或已被感染的细胞并消灭它们。然而,传递错误的信息能够导致自身免疫疾病或慢性炎症。

法兰克福大学生物中心的Simon Trowitzsch解释道,“为了研究这种极其脆弱的MHC-I肽组装复合体的结构,我们首先开发出一种分子诱饵。利用这种工具,我们能够从内质网中分离出这种复合体。”马克斯普朗克生物物理研究所的Arne Möller补充道,“多亏了低温电子显微镜领域取得突破性进展,我们能够直接地观察MHC-I肽组装复合体,并阐明它的结构。”

为了让细胞给免疫系统提供信息,膜转运蛋白、折叠酶和MHC-I分子必须在一种复合体中精确地协作。这项研究的结果展示了这种MHC-I肽组装复合体如何仅过滤出那些被免疫细胞识别的蛋白片段。法兰克福大学生物化学研究所的Robert Tampé说,“这些发现是非常重要的,这是因为病毒和癌细胞会干扰信息传递,并能够比免疫系统更加精明。我们如今更好地理解细胞如何选择抗原来检测癌症或感染。这可能有助改进免疫疗法。”

参考资料:

Andreas Blees, Dovile Januliene, Tommy Hofmann et al. Structure of the human MHC-I peptide-loading complex. Nature, Published online:06 November 2017, doi:10.1038/nature24627