Interactions of the Human Recombinant Proteins JUNO and IZUMO1

Sammanfattning: Det uppskattas att 15% av alla par världen över lider avinfertilitet. Ungefär hälften beror på manlig infertilitet och 40% av dessa fall kan ännu inte förklaras. Därmed är nuvarande metoder för att diagnostisera manlig infertilitet otillräckliga och ytterligare tekniker behövs. En lyckad befruktning kräver att spermierna uttrycker membranproteinet Izumo1 som måste känna igen dess receptorprotein Juno, belägen vid ytan av äggmembranet. Bindningen mellan Juno och Izumo1 är essentiell för befruktning hos däggdjur då den bidrar till att gameternabinder och skapar en ny distinkt organism. Juno är ett relativt nyupptäckt protein och mekanismen med Izumo1 är fortfarande okänd. Ett nystartat företag vid namn Spermosens vill mäta interaktionen mellan Juno ochIzumo1 i ett nytt diagnostikverktyg som ska diagnostisera manlig infertilitet. Tanken är att Juno ska immobiliseras på guld-nanopartiklar och användas för att mätainteraktionen med spermaprover. Det nya verktyget ska hjälpa par att fastställa felet i befruktningen, vilket som en följd skulle hjälpa paret att välja lämplig assisteradreproduktionsmetod. I utvecklingen av det nya diagnostikverktyget behöver det konfirmeras att den Juno som används i enheten kan binda korrekt till mänskligt Izumo1. Därför måste interaktionerna mellan de mänskliga, rekombinanta proteinerna Juno och Izumo1 mätas och karakteriseras. Syftet med detta projekt var att utveckla en metod för att immobilisera Juno på guldnanopartiklar och sedan mäta interaktionerna med Izumo1 genom UV-Visspektroskopi. Detta är teoretiskt möjligt eftersom guld-nanopartiklarna framkallar ett fenomen som kallas lokaliserad ytplasmonresonans som varierar beroende påstorleken på guld-nanopartikelkomplexet. Immobiliseringsmetoden var en process som involverade flera steg som designades, polerades och förbättrades underarbetets gång. Dithiobis(C2-NTA) konjugerades till guldytan och koboltjonerkonjugerades till NTA. Det sista steget som innebar konjugering av Juno till kobolt genom en His-tag lyckades inte, och interaktionerna kunde därför inte mätas genom denna metod. Istället mättes protein-protein-interaktionen genom SPR-mätningar med Biacore, ett instrument som också är baserat på ytplasmonresonans. Interaktioner mellan Izumo1 och Juno kunde uppmätas både vid användning av Juno producerad från E. coli ochfrån däggdjursceller. Dissociationskonstanten (Kd) beräknades till 7-33 nM (för Junooch Izumo1 producerade i däggdjursceller) vilket kan jämföras med ett experimentfrån 2016 där 48 nM beräknades. Ett mer exakt Kd kunde inte fastställas och entrolig anledning till detta var att regenereringen av sensorytan som utfördes med NaOH varierade i effektivitet, vilket ledde till en osäkerhet då ytförhållandena kan ha varierat mellan mätningarna. De två Juno-proteinerna, som är producerade i olika organismer, visade två skilda affinitetsprofiler med Izumo1 vilket tyder på att glykosyleringen påverkar bindningsmekanismen mellan Juno och Izumo1.