從結構上揭示MHC-I肽組裝復合體篩選蛋白片段機制

如今，社交媒體幫助我們跟上時事。由于我們無法同時處理大量的信息，神經網絡僅提取我們需要知道的信息。我們體內的細胞以一種類似的方式運作：在抵抗寄生蟲、病毒甚至癌癥的過程中，一種被稱作MHC-I肽組裝復合體（MHC-I peptide-loading complex）的分子機器選擇對免疫系統很重要的蛋白片段。

在一項新的研究中，來自德國馬克斯普朗克生物物理研究所、法蘭克福大學和馬丁路德大學的研究人員闡明了這種蛋白復合體的結構和工作方式。相關研究結果于2017年11月6日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Structure of the human MHC-I peptide-loading complex”。

在細胞中，以小的蛋白片段（即肽）形式存在的狀態更新攜帶著來自該細胞內部的信息。這些肽被MHC-I蛋白呈遞到細胞表面上，這樣它們就能夠被免疫系統檢測到。MHC-I分子將關于癌細胞或被病毒感染的細胞的信息快速地傳遞給免疫系統。這就使得免疫系統能夠識別退化的或已被感染的細胞并消滅它們。然而，傳遞錯誤的信息能夠導致自身免疫疾病或慢性炎癥。

法蘭克福大學生物中心的Simon Trowitzsch解釋道，“為了研究這種極其脆弱的MHC-I肽組裝復合體的結構，我們首先開發出一種分子誘餌。利用這種工具，我們能夠從內質網中分離出這種復合體。”馬克斯普朗克生物物理研究所的Arne M?ller補充道，“多虧了低溫電子顯微鏡領域取得突破性進展，我們能夠直接地觀察MHC-I肽組裝復合體，并闡明它的結構。”

為了讓細胞給免疫系統提供信息，膜轉運蛋白、折疊酶和MHC-I分子必須在一種復合體中精確地協作。這項研究的結果展示了這種MHC-I肽組裝復合體如何僅過濾出那些被免疫細胞識別的蛋白片段。法蘭克福大學生物化學研究所的Robert Tampé說，“這些發現是非常重要的，這是因為病毒和癌細胞會干擾信息傳遞，并能夠比免疫系統更加精明。我們如今更好地理解細胞如何選擇抗原來檢測癌癥或感染。這可能有助改進免疫療法。”

參考資料：

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