Sambandet mellan proteiners struktur, dynamik och funktion

Jag använder kärnmagnetisk resonans, NMR,  för att studera proteiners struktur och dynamik. Denna kunskap använder jag för att försöka förklara deras funktion. Exempel på proteiner jag arbetar med är kinaser, som är inblandade i cancer, och calmodulin, som är involverad i signalering.

Nästan alla biologiska funktioner styrs eller regleras av proteiner. Exempel på olika proteiner och vad de gör är hemoglobin som transporterar syre till cellerna, actin och myosin vilka gör att muskler kan dra ihop sig och enzymet pepsin som spjälkar föda i sina beståndsdelar. För att förstå biologi är det därför centralt att känna till hur och varför proteiner fungerar som de gör. Dessutom är en rad sjukdomar associerade med proteiner som inte fungerar som de ska och ökad kunskap om proteiner har därför hög medicinsk relevans.

Proteiners egenskaper kan till stor del förklaras med deras struktur och hur denna fluktuerar på olika tidsskalor. Strukturen styr bland annat vilka molekyler den kan interagera med och hur stark interaktionen är och för att ta ett av exemplen ovan är hemoglobins förmåga att binda syre och leverera den till kroppens celler helt beroende av strukturen. Proteindynamik är dessutom helt nödvändig för att till exempel enzymer ska kunna fullgöra sin uppgift.

Både struktur och dynamik kan studeras med kärnmagnetisk resonans, eller NMR som den engelska förkortningen lyder. Metoden bygger på samma princip som magnetröntgen men eftersom starkare magneter används går det att "se" mindre saker. Faktum är att varje atomkärna i en molekyl ger upphov till en unik signal i ett så kallat NMR spektrum och det är tack vare detta strukturer kan bestämmas. NMR signalens utseende beror dessutom på dynamiken kan ge information om tidsskalor och magnitud av rörelser.

Jag är intresserad av proteiner där dynamik är av betydelse för proteinets funktion. Ett exempel är en klass av kinaser som är uppreglerade vid olika typer av cancer och ett annat är calmodulin som ändrar struktur när calcium binder, vilket i sin tur möjliggör interaktion med andra proteiner och signalering inom cellen. Jag vill karaktärisera dynamiken så väl som möjligt och är speciellt intresserad strukturen för intermediära tillstånd.

På de engelska sidorna ges en mer utförlig presentation av forskningsområdet. Du når dem genom länken här nedanför.

Presentation in English