Simulering gör det möjligt att studera rörelser hos stora proteiner
Forskare vid Karolinska Institutet har utvecklat en beräkningsmetod som kan simulera rörelser hos några av cellens största proteinkomplex. Studien publiceras i Nature Communications.
Stora proteinmaskiner i kroppen utför många av cellens viktigaste uppgifter, från energiproduktion till reglering av signalöverföring. De kan idag avbildas i detalj med kryo-elektronmikroskopi, men det har länge varit svårt att förstå hur dessa komplex faktiskt rör sig och fungerar.
I den nya studien presenterar forskare vid Karolinska Institutet en metod som gör det möjligt att simulera rörelser hos mycket stora proteinstrukturer. Metoden, som kallas eBDIMS2, utvecklades av forskargruppen ledd av Laura Orellana, forskare vid institutionen för onkologi-patologi.
– Många av dessa proteinkomplex är så stora att de tidigare har ansetts för komplicerade att simulera. Vi fokuserar på de centrala rörelserna i stället för varje enskild atom, vilket gör problemet hanterbart, säger Laura Orellana.
Så kan forskarna följa hur cellens största proteiner rör sig
Metoden bygger på att förenkla proteinerna till deras viktigaste rörelsemönster. Genom att utgå från de krafter som driver proteinernas funktion kan forskarna skapa simuleringar även för mycket stora strukturer som annars hade krävt superdatorer.
– Det här visar att även stora molekyler kan beskrivas med relativt enkla fysikaliska principer. Det öppnar för att fler forskare ska kunna studera proteiners dynamik utan avancerad datorutrustning, säger Domenico Scaramozzino, postdoktor vid samma institution och studiens sisteförfattare.
Fynden kan bidra till en bättre förståelse av hur cellulära maskiner arbetar och hur förändringar i proteinrörelser kan påverka sjukdomsprocesser. Studien lyfter också att komplexa biologiska system ibland kan förstås genom att förenkla snarare än att öka beräkningskraften.
Arbetet genomfördes av forskare vid Karolinska Institutet och finansierades av Cancerfonden och Vetenskapsrådet. Forskarna rapporterar inga intressekonflikter.
Publikation
Efficient sampling of large-scale transition pathways and intermediate conformations in sub-mesoscopic protein complexes.
Scaramozzino D, Lee BH, Orellana L
Nat Commun 2026 Mar;():