C4b-binding protein: Identification of binding sites and a possible function of the interaction with protein S

Abstract: Popular Abstract in Swedish Komplementsystemet är ett system bestående av cirka 35 proteiner i blodet och på cellytor, som ingår i kroppens medfödda immunförsvar. Det är ett mycket viktigt men också explosivt system, potentiellt skadligt för kroppens egna celler, som kräver strikt reglering. Denna avhandlings huvudaktör, C4b-bindande protein (C4BP), nedreglerar komplementsystemet. C4BP har en ovanlig struktur, som påminner om en bläckfisk. C4BP består av sju identiska alfa-kedjor, och en unik beta-kedja. Varje kedja är uppbyggd av repeterande subenheter, complement control protein (CCP) domäner. Alfa-kedjorna består av åtta CCP domäner och beta-kedjan av tre. Alfa-kejorna binder C4b, C4BPs fysiologiska målmolekyl, och C4BP reglerar därmed C4b-beroende komplementreaktioner. Vi har visat att en grupp positivt laddade aminosyror mellan CCP1 och 2 på alfa-kedjorna binder C4b. Även heparin kunde binda på samma ställe. C4BP cirkulerar i komplex med protein S, som är en viktig kofaktor i det antikoagulanta systemet. Ungefär 70% av allt protein S i plasma är i komplex med C4BP, och det förlorar då sin antikoagulanta funktion. Orsaken till varför C4BP och protein S bildar ett högaffint komplex i plasma har varit okänd. Protein S har dock en domän med modifierade glutaminsyror (Gla-domänen) med hög affinitet för negativt laddade fosfolipider. Celler som genomgår programmerad celldöd (apoptos) exponerar tidigt sådana fosfolipider. Dessutom aktiveras komplementsystemet av apoptotiska celler. Detta leder dock inte till någon inflammatorisk respons i vävnaden runt omkring vilket man kunde vänta. Det betdyer att något måste finnas i närheten av den apoptotiska cellen som nedreglerar komplementaktiveringen. Vi fann att C4BP kan binda till apoptotiska celler i närvaro, men inte frånvaro, av protein S. Bindningen medierades av Gla-domänen på protein S och var calcium-beroende. Dessutom kunde C4BP fortfarande binda C4b, vilket tyder på att C4BP behåller sin fysiologiska komplementreglerande funktion även när det är förankrat till den apoptotiska cellen via protein S , och pekar på en fysiologisk roll av komplexbildningen mellan protein S och C4BP. Vi har också studerat var på C4BP som protein S binder. Det är sedan tidigare känt att protein S binder till beta-kedjan på C4BP. Vi har nu visat att en grupp hydrofoba aminsyror på CCP1 av C4BP beta-kedjan är oumbärliga för bindningen till protein S. Vidare tyder våra resultat på att rollen av CCP2 i interaktionen är att stabilsera CCP1 så att protein S kan binda, snarare än att vara direkt involverad i bindningen.