Structural and functional analysis of perforin mutations in association with clinical data of familial hemophagocytic lymphohistiocytosis type 2 (FHL2) patients

Bağışıklık sistemi, vücudun hastalık yapıcı etkenlere ve tümör hücrelerine karşı savunma mekanizmasıdır. Çoklu işlevsel alt gruba sahip por oluşturucu bir protein olan perforin, bağışıklık sisteminde sitotoksik etkiye sahip efektör bir molekül olarak anahtar bir rol oynar ve T-lenfositleri ile doğal öldürücü hücreler tarafından granüller içerisinde salgılanır, bu granüller aynı zamanda programlı hücre ölümüne neden olan granzim B'yi de içerir. Granzim B ile sinerji oluşturan perforin, yok edilmek üzere hedeflenmiş virüsle enfekte olmuş ya da transformasyona uğramış hücrelerin hücre zarında por oluşturacak şekilde görev yapar. Perforinde gözlenmiş çok sayıda mutasyon bu mekanizmayı bozarak nadir görülen fakat ölümcül olan Ailevi Hemofagositik Lenfohistiositoz tip 2 (FHL2) hastalığına yol açar. FHL2 şu karakteristik özellikleriyle bilinen otozomal çekinik bir hastalıktır: ateş, karaciğer ve dalağın büyümesi, kan hücrelerinin sayıca azalması, kandaki ferritin miktarının artması, trigliserid miktarının artması ve/veya fibrinojen miktarının azalması, düşük doğal öldürücü hücre aktivitesi, yüksek CD25 seviyesi ve hemofagositoz. Biz bu çalışmada, tasarladığımız bir öncül-por modeline dayanarak FHL2 hastalığına ilişkin 76 yanlış anlam mutasyonunun kapsamlı bir yapısal analizini rapor ediyoruz. Modelimizde, perforin monomerleri daha önce bulunmuş deneysel kısıtlarla tutarlı ve çevrimsel simetriye sahip bir şekilde oligomer oluşturmaktadır, üstelik model por çapında ve içerdiği monomer sayısında esnekliğe sahiptir. Mutasyonların model üzerinde kümelenmesi perforinin üç farklı işlevsel bölgesinin haritasını çizmektedir. Kararlılık değişimi hesaplamaları mutasyonların çoğunlukla protein yapısının kararlılığını bozduğunu göstermektedir, bununla birlikte ilginçtir ki, sıkça polimorfizm olarak öne sürülen A91V değişimi, daha kararlı bir protein yapısına yol açmaktadır. Mutasyonların yapısal özellikleri perforin eksikliği görülen hastalarda şiddetli işlevsel bozukluklar görülmesini açıklamaya yardımcı olmaktadır. Bizim bu çalışmamız, perforinin oligomer oluşturması üzerindeki mutasyon etkilerine ve FHL2 hastalarının bozulmuş sitotoksik işlevlerine yapısal bir yaklaşım sağlamaktadır.