Viktiga proteinstrukturer i närbild

Proteiner finns i alla levande organismer, från encelliga bakterier till människor. Dessa molekyler är enormt viktiga för cellens funktion, och varje protein är speciellt utformat för sin uppgift. Exempel på proteiner är antikroppar, enzymer, transkriptionsfaktorer m.fl. De skiftande uppgifter som olika proteiner har reflekteras i deras komplexa tredimensionella strukturer. För att förstå mekanismerna bakom ett proteins funktion är det därför viktigt att bestämma dess tredimensionella struktur på atomnivå.

Det finns idag två olika metoder att bestämma tredimensionella strukturer hos biologiska molekyler som proteiner och DNA. Den ena metoden är röntgenkristallografi, den andra kärnmagnetisk resonansspektroskopi (NMR). Till skillnad från röntgenkristallografi, kan NMR användas för att bestämma strukturer på biologiska molekyler i deras naturliga tillstånd, dvs. i en lösning. Dessutom kan NMR avgöra den grad av rörlighet (dynamik) som dessa biologiska molekyler har. Nackdelen med NMR är att metoden är begränsad till relativt små biologiska molekyler.

I avhandlingen har NMR används för att beskriva dynamiken och den tredimensionella strukturen för två calmodulin-proteinmolekyler, som binder två andra proteiner, SEF2-1. Detta proteinkomplex är en av de största strukturer som någonsin bestämts med NMR. För att hantera studiet av detta komplex har ett nytt NMR-experiment och en ny metod för att bestämma proteindynamiken utvecklats. Strukturen av komplexet calmodulin-SEF2-1 visar en hittills okänd bindningsmekanism, där två calmodulin-molekyler binder två SEF2-1. Strukturen kan liknas vid en elektrisk stickpropp, bildad av de två SEF2-1-proteinerna, som binder till en kontakt, som bildats av de två calmodulin-proteinerna. Avhandlingen beskriver också arrangemanget av NMR-signalerna samt den tredimensionella strukturen hos ett protein som tillhör familjen transkriptionsfaktorer.

Avhandlingen har ”Protein structure and dynamics revealed by NMR spectroscopy”. Svensk titel: ”Proteiners struktur och dynamik, bestämning via NMR”. Disputationen äger rum kl 9.00 i sal KB3B1, KBC-huset. Fakultetsopponent är professor Joshua Wand, Stellar-Chance laboratories, Dept. of Biochemistry and Biophysics, Univ. of Pennsylvania, School of Medicine, Philadelphia, USA.

Göran Larsson är uppvuxen i Teurajärvi, Pajala kommun i Tornedalen. Han har arbetat vid Iscotec, ett läkemedelsföretag i Luleå, och blev där intresserad av kemi. Sedan 1994 har han varit bosatt i Umeå för kemistudier och han inledde sitt avhandlingsarbete vid avdelningen för medicinsk biofysik vårterminen 1997. Han nås på telefon 090-786 53 88 (arb.), 070-623 60 94 (mobil). E-post: Goran.Larsson@chem.umu.se