Skip to main content
Publicerad: 2020-01-07 13:53 | Uppdaterad: 2020-01-08 11:16

Tvättade och vägda proteiner öppnar för ny kunskap

Foto: iStock

En forskargrupp har med hjälp av såpa ”tvättat” proteinmolekyler som finns i cellmembran. Resultaten ger nya kunskaper om hur membranproteinerna är kopplade till de omgivande lipidmolekylerna. Forskare från Karolinska Institutet har samarbetat med forskare från Oxford University, Stockholms universitet och Warwick University i en ny studie som publicerats i Angewandte Chemie International Edition.

Runt varje cell finns ett membran, och i detta finns membranproteiner omgivna av tusentals lipidmolekyler. En del av membranproteinerna behöver vara kopplade till specifika lipider för att fungera.

Forskarna, som undersökte bakterieceller, använde en ny metod i sin studie. De la först till detergenter, molekyler från såpa, som konkurrerade med lipiderna om kopplingen till proteinerna. Därefter använde forskarna en speciell analysmetod, masspektrometri, för att mäta enskilda proteinmolekylers vikt. På det sättet kunde de se vilka lipider som fortfarande var bundna till proteinet.

Photo of Michael Landreh.
Michael Landreh, forskare vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi på Karolinska Institutet.

De flesta lipiderna 'tvättades' bort

– De flesta lipiderna sköljdes bort, visade våra datormodeller. Men de lipider som fick proteinerna att fungera tenderade att bli kvar, säger Michael Landreh, forskare vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi på Karolinska Institutet, som har lett studien.

Resultaten öppnar för ny kunskap om hur proteiner stängs av och aktiveras, enligt Michael Landreh.

– Vi skulle kunna påverka proteiner som är relaterade till sjukdomar genom att tillhandahålla eller ta bort lipider. Men då krävs det att man hittar rätt lipider. Vår studie visar just hur membranproteiner är kopplade till vissa lipider, säger Michael Landreh.

Forskarna undersökte bland annat MurJ, ett protein som bakterier behöver för att bygga sin cellvägg.

Öppning för nya antibiotika

– Det var spännande att se att två lipider inte kunde tvättas bort från proteinet: en visade sig vara råmaterialet för cellväggen. Den andra är en lipid som stoppar proteinet från att fungera. Mer kunskap om kopplingen till olika lipider skulle kunna öppna för nya antibiotika, säger Michael Landreh.

Professor Sir David Lane. Photo: Ulf Sirborn
Sir David Lane, senior professor vid Karolinska Institutet. Foto: Ulf Sirborn.

Forskarna använde också metoden för att undersöka andra proteiner. För presenilin proteas, vilket producerar molekyler som kopplats till Alzheimer, hittades ingen bindning till specifika lipider.

– Dessa resultat har betydelse för utveckling av bättre antibiotika, men öppnar även nya vägar för cancerforskningen, säger Sir David Lane, senior professor på Karolinska Institutet och medförfattare till studien.

Studien har finansierats med stöd från Stiftelsen för Strategisk Forskning (SSF), Vetenskapsrådet (VR), The NovoNordisk Foundation (NFF), och Karolinska Insitutet StratNeuro and Faculty Funds.

Publikation

A mass spectrometry-based approach to distinguish annular and specific lipid binding to membrane proteins.” Jani Reddy Bolla, Robin A. Corey, Cagla Sahin, Joseph Gault, Alissa Hummer, Jonathan T. S. Hopper, David P. Lane, David Drew, Timothy M. Allison, Phillip J. Stansfeld, Carol V. Robinson, and Michael Landreh, Angewandte Chemie Int. Ed. (2019), online 30 december, 2019, doi: 10.1002/anie.201914411