Proteiner anpassar sig för att undvika sjukdomar
Forskare har länge antagit att proteiner intar sin funktionella form så snabbt som möjligt. Mikael Oliveberg, professor vid Umeå universitet, och hans forskargrupp har kommit fram till andra resultat. Det viktigaste är att proteinerna veckar sig så att de inte klibbar samman. Annars kan sjukdomar som Alzheimers sjukdom, Parkinsons och "Skelleftesjukan" uppstå.
Kuggarna och byggstenarna i det cellulära maskineriet utgörs av proteiner. Det finns över 30 000 olika sorters proteiner och för att livsprocesserna ska fungera måste vart och ett av dessa upprätthålla sin exakta form. Formen hittar de själva. Feta delar i proteinernas inre dras automatiskt samman, precis som olja bildar droppar i vatten. Det tar oftast mindre än en sekund för ett protein att vecka ihop sig rätt och varje sekund produceras mer än 1 000 000 000 proteiner i din kropp. Samtidigt tas de gamla och uttjänta omhand och delarna återanvänds. Det råder en närmast ofattbar trängsel i cellernas inre.
Normalt förhindras proteiner från att klibba samman genom att de formar ett skyddande hölje av laddade och “vattenlika” utskott. Man kan se det som att de feta inre delarna omsluts av en overall, och de naturliga proteinerna veckas så att alla delarna av denna overall knäpps ihop samtidigt. I kemiska termer är veckningsprocessen starkt kooperativ och går efter principen allt eller inget, och det förefaller omständligt och tidskrävande.
Genom att ändra i arvsmassan hos bakterier har Mikael Oliveberg och Magnus Lindberg i hans forskargrupp lyckats få fram proteiner som veckar sig mycket snabbare genom att “sätta på sig strumporna först” och därefter klä in sig bit för bit, ungefär som vi människor gör. Men sådana proteiner verkar inte existera naturligt. Varför? Svaret tycks vara att proteiner som veckas en bit i taget kan råka stöta ihop “halvklädda” med sammanklibbning och cellulärt kaos som följd. För att kunna hålla ordning i det molekylära maskineriet offrar därför Naturen veckningshastigheten till förmån för en tät och skyddad struktur. Det går tillräckligt fort i alla fall.
– För första gången har vi visat att proteiner kan vecka sig på ett helt annat sätt och ändå nå samma slutstruktur. Tidigare trodde man att det bara fanns en möjlighet för proteiner att vecka sig på, säger Mikael Oliveberg.
Resultaten visar att proteinerna kan inta sin form på en mängd olika sätt och att det är Naturen som sätter begränsningarna – inte fysiken. Mikael Oliveberg och hans forskargrupp har visat att evolutionen helt enkelt verkar ha valt ut det mest fördelaktiga sättet för proteinerna att vecka sig på. Upptäckten förväntas ha betydelse för en mer grundläggande, molekylär förståelse av proteinsjukdomars uppkomst, till exempel Alzheimers sjukdom, Huntingtons sjukdom, Skelleftesjukan och Creutzfeldts-Jakobs sjukdom.
Forskningsresultaten presenteras i det senaste numret av den vetenskapliga tidskriften Nature Structural Biology.
Kontaktinformation
För ytterligare information, kontakta:
Mikael Oliveberg, professor i biokemi vid Umeå universitet
Telefon: 090-786 79 67
E-post: mikael.oliveberg@chem.umu.se
