Få hela storyn
Starta din prenumeration

Prenumerera

Nyheter

Slemmiga proteiner räddar luftvägarna vid hostningar

Publicerad: 22 februari 2006, 08:40

Ett visst "slemprotein" underlättar att slemmet lossnar när vi hostar, föreslår forskare från Sahlgrenska akademin och Svenskt NMR-centrum vid Göteborgs universitet. Det hela börjar med att proteinet klyver sig självt.


En fotbollsplan plus en tennisplan - ungefär så stor är ytan av slemhinnor som finns i mag-tarmkanalen och luftvägarna. För att skydda de viktiga slemhinnorna täcks de av ett lager med slem.

- Slemlagret är viktigt för det fungerar som ett flugpapper - ett skydd som bakterier och skräp fastnar i, säger Gunnar C Hansson, professor vid institutionen för biomedicin på Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet.

Att slemlagret är viktigt märks till exempel vid vissa lungsjukdomar, när bakterierna inte längre förs bort som de ska utan blir kvar och ger upphov till kroniska infektioner.

Slemmet är uppbyggt av två olika sorters molekyler som kallas muciner. Den ena sorten består av långa proteinkedjor i stora nätverk och bildar ett lager som ligger löst ovanpå slemhinnornas yta. Under det lagret, närmast slemhinnans yttersta celler, finns en annan sorts slem uppbyggt av muciner som sticker ut som pinnar från cellytan. Dessa slemmolekyler är förankrade i slemhinnans celler och stäcker sig ut genom cellens yttermembran.

Precis intill cellytan sitter en del av slemmolekylen med mycket speciella egenskaper. Den delen av molekylen är nämligen kluven och kedjan av peptider som bildar slemproteinet är uppklippt. Hur den här klyvningen av slemmolekylen MUC1 går till, har en forskargupp, ledd av Torleif Härd tillsammans med Gunnar C Hanssons forskargrupp, identifierat.

- Vi har upptäckt att klyvningen sker automatiskt, utan hjälp av något annat protein eller enzym. Det var helt oväntat, säger Torleif Härd, professor vid institutionen för biomedicin på Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet.

Cellerna slipper att slitas sönder  Men trots att proteinet klipps upp lossnar inte de två delarna från varandra utan fortsätter att sitta ihop. De avklippta ändarna veckar ihop sig till en kompakt tredimensionell struktur som hänger ihop fast med svagare krafter än innan klyvningen. Resultaten publicerades nyligen i tidskriften Nature Structural & Molecular Biology.

När forskarna undersökte flera muciner som sitter bundna i cellmembran, märkte de att alla hade en självklyvande del närmast membranet. Det fick dem att tro att klyvningen av proteinet har en biologisk funktion - annars vore det enligt Torleif Härd alldeles för osannolikt att alla membranbundna muciner skulle ha ett självklyvande område på samma ställe.

- Vi ser de här speciella klyvningsställena som brottanvisningar - ställen som betyder att här får proteinet gå av, säger Torleif Härd.

En av gruppens hypoteser är att proteinerna är utformade för att kunna gå av när de utsätts för stora krafter. Till exempel när vi hostar kan de cellförankrade mucinerna gå av vid brottanvisningarna, och underlätta frigörandet av slem som vi hostar upp. Att proteinet går av hindrar de yttersta cellerna från att slitas sönder av hostningen.

Kan delvis förklara cystisk fibros  En viktig fråga som länge intresserat slemforskare är hur cellen kan känna av vad som händer på ytan av slemhinnorna och signalera den informationen till de underliggande cellerna. När forskargruppen undersökte den tredimensionella strukturen för den självklyvande delen av mucinet, upptäckte de något som kanske kan förklara hur cellen vet vad som pågår på ytan.

- Vi såg att den kluvna delen har en yta som måste sitta ihop med något annat protein. Vi spekulerar kring att det finns någonting mer som brukar sitta där, men att den molekylen lossnar när proteinet rycks sönder, säger Torleif Härd.

Mekanismen de föreslår går ut på att molekylen som lossnar när mucinmolekylen dras isär, har en receptor i närheten som kan ta emot den och rapportera in till cellen att någonting har hänt på ytan. Ett sådant system är vanligt för hur celler signalerar, berättar Torleif Härd.

Mellan cellytan och det slemlager som ligger ovanpå slemhinnan, finns en vätska som cellen producerar för att skölja bort överflödigt slem. Hos personer med cystisk fib-  ros saknas en kanal för ett av de salter som kontrollerar mängden vätska, och det gör att slemlagret kan falla ner och fastna på de underliggande cellerna. Bakterier kan då växa till med inflammation som följd.

- Om det yttre slemlagret faller ner kommer mucinmolekylen att gå av och dras med. Det får cellen reda på, och kan svara med att producera mer vätska. Men hos personer med cystisk fibros kan cellen inte producera vätska och mucin-reglaget står då påslaget hela tiden. Det kan vara en del i orsaken till den ökade slemproduktionen hos patienterna, säger Gunnar C Hansson.   Han poängterar att resonemanget är en hypotes, och berättar att de nu arbetar vidare med att identifiera den molekyl de tror sitter på mucinet och som känner av om de två proteindelarna sitter ihop.

Sara Nilsson

Dela artikeln:


Dagens Medicins nyhetsbrev

Välj nyhetsbrev

Se fler branschtitlar från Bonnier News