גורם חשוב במערכת ההגנה של הגוף נגד זיהומים במיקרואורגניזמים גורמי מחלות הוא התאים הלבנים של הדם (לויקוציטים). תאי הדם הלבנים מגינים על הגוף מפני מגוון מיקרואורגניזמים מחוללי מחלה, ובהם חיידקים ופטריות. תאי הדם הלבנים הופכים חמצן לסדרה של מולקולות הידועות כתרכובות חמצן פעילות (reactive oxygen species, ROS). תאי הדם הלבנים בולעים חיידקים בתהליך הנקרא פגוציטוזה. החיידקים נלכדים בבועיות תוך-תאיות, וגורמים להפעלת אנזים (חלבון פעיל) המייצר מולקולה הנקראת על-חמצן, או סופראוקסיד. הסופראוקסיד הופך למי חמצן ולסוגים אחרים של תרכובות חמצן פעילות, המוזרקים לתוך הבועיות שבהן נמצאים החיידקים. לאחר שהחיידקים נקטלו ופורקו, האנזים המייצר סופראוקסיד מפסיק לפעול. מטרת מחקרנו הייתה להבין את מנגנון ההפעלה של האנזים המייצר סופראוקסיד. אנזים זה הוא למעשה קומפלקס של חלבונים הידוע בשם NADPH אוקסידז. קומפלקס זה מורכב מחלבון הממוקם בקרום התא ומוכר בשם Nox2, ואחראי להפיכת חמצן לסופראוקסיד, ומכמה מרכיבים הנמצאים בפנים התא (הציטוזול) ופועלים כמפעילים (אקטיבטורים). האינטראקציה בין המרכיב p67phox, הנמצא בפנים התא, לבין Nox2, הנמצא בקרום התא, היא התהליך המרכזי האחראי ליצירת סופראוקסיד על ידי Nox2. אנו חקרנו ביסודיות את התהליכים הביוכימיים האחראים לאינטראקציה זו. במהלך המחקר פיתחנו שיטה חדשה למדידה כמותית של האינטראקציה בין שני חלבונים אלה. שיטה זו מבוססת על מדידה של הקישור של p67phox לסדרת פפטידים הלקוחים מתוך רצף החומצות האמיניות של Nox2, ובמיוחד פפטידים המכילים את שלישיית החומצות האמיניות ציסטאין-גליצין-ציסטאין. מצאנו שהקישור בין שני החלבונים האלה, החיוני ליצירת סופראוקסיד, מורכב משני שלבים. השלב הראשון מתבטא בקישור ישיר בין שני החלבונים. השלב השני, אשר נמצא במרכז מחקרנו, מייצב את הקישור באמצעות תגובה כימית שבה Nox2 משמש גם כאנזים וגם כמרכיב בתגובה. ממצאינו הובילו להשערה מעניינת: ייתכן שתרכובת חמצן פעילה המיוצרת על ידי החלבון Nox2 משמשת גם כמנגנון המגביר או מייצב את פעילותו, על ידי חמצון ציסטאינים מסוימים בחלבון. ברמה כללית יותר, שלישיית החומצות האמיניות ציסטאין-גליצין-ציסטאין ב-Nox2 דומה לאזורים מסוימים בכמה חלבונים אחרים (סולפהידריל אוקסידזות, פרוטאין דיסולפיד איזומרזות ותיורדוקסין). דמיון זה עשוי לרמז על קרבה אבולוציונית בין כל החלבונים האלה.