X-kromosomaalisen hyper-IgM-syndrooman aiheuttavien substituutiomutaatioiden analyysi
THUSBERG, JANITA (2005)
THUSBERG, JANITA
2005
Biokemia - Biochemistry
Lääketieteellinen tiedekunta - Faculty of Medicine
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2005-09-13
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/urn:nbn:fi:uta-1-15026
https://urn.fi/urn:nbn:fi:uta-1-15026
Tiivistelmä
Hakutermit:
hyper-IgM-syndrooma, immunopuutossairaus, mutaatioanalyysi, CD40 ligandi
Tutkimuksen tausta ja tavoitteet: X-kromosomaalisesti periytyvä hyper-IgM-syndrooma (XHIGM) on immunopuutossairaus, joka johtuu B-solujen kyvyttömyydestä immunoglobuliinien raskaan ketjun luokkavaihdokseen. Potilaiden seerumin IgG-, IgA- ja IgE-pitoisuudet ovat hyvin alhaiset IgM:n ollessa normaali tai koholla, mikä johtaa toistuviin vakaviin infektioihin ja myös autoimmuunityyppisiin hematologisiin häiriöihin. Mutaatiot CD40 ligandin (CD40L) geenissä aiheuttavat sairauden vaikuttamalla proteiinin toimintaan tai ekspressioon siten, että luokkavaihdoksen kannalta välttämätön CD40L-CD40-interaktio estyy tai heikkenee merkittävästi. Tutkimuksen tavoitteena oli analysoida CD40L:ssa todettuja XHIGM:n aiheuttavia substituutiomutaatioita syndrooman molekulaarisen perustan selvittämiseksi.
Tutkimusmenetelmät: Sekvenssianalyyseilla tutkittiin proteiinin konservoituneisuutta sekä mutaatioiden vaikutusta proteiinin sekundaarirakenteisiin, aggregoitumistaipumukseen ja rakenteen järjestyneisyyteen. Rakenneanalyyseilla tutkittiin mutaatioaminohappojen sopivuutta rakenteeseen rotameerianalyysillä, tutkittiin aminohappojen välisiä kontakteja ja mutaatioiden vaikutuksia niihin ja selvitettiin mutaatioiden vaikutuksia proteiinin elektrostaattiseen pintapotentiaaliin. Proteiini-proteiini-interaktioihin vaikuttavat mutaatiot selvitettiin kirjallisuuden perusteella.
Tutkimustulokset: Kaikille XHIGM:n aiheuttaville CD40L:n substituutiomutaatioille (yhteensä 30) saatiin molekyylitason selitys sekvenssi- ja rakenneanalyysin keinoin. Enemmistö CD40L:n mutaatioista on rakenteellisia, ja odottamattoman harvat mutaatiot sijaitsevat proteiinin konservoituneilla alueilla.
Johtopäätökset: Mutaatioiden vaikutuksien tutkiminen kokeellisesti on työlästä ja aikaavievää, rakennetasolla usein lähes mahdotonta. Teoreettisilla menetelmillä saadaan sen sijaan nopeasti tarkkaa ja hyödyllistä tietoa mutaatioiden vaikutuksista proteiinien rakenteeseen ja toimintaan. Tässä tutkimuksessa saatiin selvitettyä kaikkien XHIGM:n aiheuttavien substituutiomutaatioiden vaikutuksia CD40L:iin ja siten myös syndrooman
molekulaarista perustaa.
hyper-IgM-syndrooma, immunopuutossairaus, mutaatioanalyysi, CD40 ligandi
Tutkimuksen tausta ja tavoitteet: X-kromosomaalisesti periytyvä hyper-IgM-syndrooma (XHIGM) on immunopuutossairaus, joka johtuu B-solujen kyvyttömyydestä immunoglobuliinien raskaan ketjun luokkavaihdokseen. Potilaiden seerumin IgG-, IgA- ja IgE-pitoisuudet ovat hyvin alhaiset IgM:n ollessa normaali tai koholla, mikä johtaa toistuviin vakaviin infektioihin ja myös autoimmuunityyppisiin hematologisiin häiriöihin. Mutaatiot CD40 ligandin (CD40L) geenissä aiheuttavat sairauden vaikuttamalla proteiinin toimintaan tai ekspressioon siten, että luokkavaihdoksen kannalta välttämätön CD40L-CD40-interaktio estyy tai heikkenee merkittävästi. Tutkimuksen tavoitteena oli analysoida CD40L:ssa todettuja XHIGM:n aiheuttavia substituutiomutaatioita syndrooman molekulaarisen perustan selvittämiseksi.
Tutkimusmenetelmät: Sekvenssianalyyseilla tutkittiin proteiinin konservoituneisuutta sekä mutaatioiden vaikutusta proteiinin sekundaarirakenteisiin, aggregoitumistaipumukseen ja rakenteen järjestyneisyyteen. Rakenneanalyyseilla tutkittiin mutaatioaminohappojen sopivuutta rakenteeseen rotameerianalyysillä, tutkittiin aminohappojen välisiä kontakteja ja mutaatioiden vaikutuksia niihin ja selvitettiin mutaatioiden vaikutuksia proteiinin elektrostaattiseen pintapotentiaaliin. Proteiini-proteiini-interaktioihin vaikuttavat mutaatiot selvitettiin kirjallisuuden perusteella.
Tutkimustulokset: Kaikille XHIGM:n aiheuttaville CD40L:n substituutiomutaatioille (yhteensä 30) saatiin molekyylitason selitys sekvenssi- ja rakenneanalyysin keinoin. Enemmistö CD40L:n mutaatioista on rakenteellisia, ja odottamattoman harvat mutaatiot sijaitsevat proteiinin konservoituneilla alueilla.
Johtopäätökset: Mutaatioiden vaikutuksien tutkiminen kokeellisesti on työlästä ja aikaavievää, rakennetasolla usein lähes mahdotonta. Teoreettisilla menetelmillä saadaan sen sijaan nopeasti tarkkaa ja hyödyllistä tietoa mutaatioiden vaikutuksista proteiinien rakenteeseen ja toimintaan. Tässä tutkimuksessa saatiin selvitettyä kaikkien XHIGM:n aiheuttavien substituutiomutaatioiden vaikutuksia CD40L:iin ja siten myös syndrooman
molekulaarista perustaa.