Biophysical studies of membrane protein - lipid interactions


Project leader


Funding source

Swedish Research Council - Vetenskapsrådet (VR)


Project Details

Start date: 01/01/2012
End date: 31/12/2014
Funding: 1900000 SEK


Description

Membranproteiner och lipider i samverkan Cellens membran är absolut nödvändigt för dess integritet och uppdelning i subcellulära organeller och därför sker väldigt många viktiga processer i eller kring membran. Membranet består av ett bilager av en noggrannt sammansatt blandning av amfifila lipidmolekyler, vilket fungerar som en barriär mellan den inre och yttre miljön. Molekyler och joner måste transporteras in och ut, vilket sker via transportörer och kanaler. Proteiner måste skickas till rätt avdelning i cellen. Detta sker genom en adresslapp på proteinet. Cellens membran är en delikat blandning mellan precis rätt lipider och andra molekyler och sammansättningen av lipidmolekyler i membranet måste kontrolleras och bibehållas på rätt nivå. Alla dessa processer sköts av membranproteiner som antingen är inbäddade i membranet, eller mer eller mindre bundna till membranets yta. Membran och membranproteiner är utmanande och spännande forskningsområden och trots att kanske mer än 30% av kända genom kodar för membranproteiner så vet vi ganska lite om deras struktur, än mindre om deras rörlighet. Lipiderna i membranet påverkar proteinernas struktur och dynamik, och därigenom även deras aktivitet. Parameterar såsom lipidernas storlek, kurvatur och laddning är ytterst viktiga för att få rätt membranegenskaper. Samtidigt påverkar membranbundna proteiner och andra membrankomponenter lipidernas organisation, struktur och rörlighet. Vi studerar hur molekyler i membran samverkar och har valt att titta på de tre processer som beskrivits ovan: kaliumkanaler och hur dessa kan öppnas och stängas, hur vissa lipider regleras och syntetiseras genom så kallade glykosyltransferas enzym, och slutligen hur proteiner hittar till rätt ställe i cellen genom adresslappar - presekvenser. I den första delen av projektet vill vi förstå hur den del av kanalen som ansvarar för att kanalen ska öppnas och stängas samspelar med lipidmolekyler. I nästa del studerar vi hur glykosyltransferas enzym binder till membran och till substrat för att klargöra hur enzymen fungerar. Till sist tittar vi på de adresslappar, eller presekvenser, som ansvarar för att proteiner ska hamna på rätt ställen i cellen. Vårt mål är att förstå hur denna presekvens känns igen. Vi gör våra studier på två sätt, dels genom att titta på strukturen och rörligheten hos olika membranbundna proteindomäner och peptider, dels genom att studera lipidernas egenskaper i membranet. Kärnspinnresonans, NMR, är ett verktyg som på ett unikt sätt tillåter både detaljerade strukturstudier samt studier av molekylär rörelse. Strukturen är viktig, eftersom den talar om för oss hur proteinmolekylen ser ut i detalj och vi kan identifiera viktiga egenskaper från den. I lösning kan vi studera den tredimensionella strukturen av proteiner och peptider genom att bestämma avstånd och vinklar från olika NMR experiment. Än viktigare kan vara att få information om hur rörligt proteinet är. Metoder för detta ändamål inkluderar kväve-15 eller kol-13 relaxation. Data kan tolkas genom dynamiska modeller och talar om för oss hur flexibla eller statiska strukturerna egentligen är.

Last updated on 2017-31-03 at 12:56