Funktionella och strukturella studier av kollagenbindande α1 och α2 integrin I-domäner
Salo, Niklas (2022)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022100561157
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022100561157
Tiivistelmä
Integriner är heterodimera proteiner som består av en α-underenhet och en β-underenhet. De medverkar i cell–cell- samt cell-extracellulära matrixinteraktioner och har viktiga roller vid flera olika sjukdomar, såsom cancer, autoimmuna sjukdomar och infektioner. Det kollagenbindnande integriner är avgörande för bindvävsmodelleringar, såsom sårläkning, där de återställer samt organiserar vävnadsstrukturen. Kollagenbindnande och leukocytintegriner har en I-domän som innehåller ett MIDAS-motiv, till vilket ligander binder till, dessa integriner är α1β1, α2β1, α10β1 och α11β1. Kollagenbindnande integrinet α3β1 har ingen I-domän, utan använder sig av en NC1-domän.
Målet med detta projekt var att forska funktionen och strukturen hos kollagenbindande α1 och α2 integrin I-domänerna. Integrin α1β1 och α2β1 föredrar att binda till olika kollagener, icke-fibrillärt kollagen IV och kollagen I. Ligandbindning till α I-domänen bryter saltbryggan mellan R287 och E317, vilket orsakar en stor konformationsförändring som öppnar α I-domänen, vilket möjliggör bindningen.
Därför är projektets hypotes att bindningsstyrkan för α1I-E317A, α1I-R287A, α2I-E318A och α2I-R288A mutanter är högre än bindningsstyrkan för vildtyp α1 och α2 I-domänerna. För att undersöka hypotesen användes flera olika metoder i projektet, såsom platsriktad mutagenes, proteinuttryck, proteinrening, bindningsanalys, samt protein–protein-interaktionstudier med olika typer av bindningsstudier för att jämföra bindningsstyrkan till kollagen IV och kollagen I mellan vildtypen och de muterade I-domänerna. Till slut gjordes kristallisering för bestämning av 3D-strukturen hos det muterade α1I-R287A proteinet och hos α1I-vildtypen.
Målet med detta projekt var att forska funktionen och strukturen hos kollagenbindande α1 och α2 integrin I-domänerna. Integrin α1β1 och α2β1 föredrar att binda till olika kollagener, icke-fibrillärt kollagen IV och kollagen I. Ligandbindning till α I-domänen bryter saltbryggan mellan R287 och E317, vilket orsakar en stor konformationsförändring som öppnar α I-domänen, vilket möjliggör bindningen.
Därför är projektets hypotes att bindningsstyrkan för α1I-E317A, α1I-R287A, α2I-E318A och α2I-R288A mutanter är högre än bindningsstyrkan för vildtyp α1 och α2 I-domänerna. För att undersöka hypotesen användes flera olika metoder i projektet, såsom platsriktad mutagenes, proteinuttryck, proteinrening, bindningsanalys, samt protein–protein-interaktionstudier med olika typer av bindningsstudier för att jämföra bindningsstyrkan till kollagen IV och kollagen I mellan vildtypen och de muterade I-domänerna. Till slut gjordes kristallisering för bestämning av 3D-strukturen hos det muterade α1I-R287A proteinet och hos α1I-vildtypen.