Komplexa cellmembran viktiga för cellers funktion
Insättning av membranprotein i cellmembran styrs av membranets komplexa molekylsammansättning, inte enbart av membranlipidernas fettlöslighet, vilket tidigare förutsatts. I en studie som nyligen publicerades i den amerikanska vetenskapsakademins tidskrift PNAS har forskare vid Stockholms universitet och Centrum for Biomembranforskning (CBR), med hjälp av datorsimuleringar, visat att proteiner i membran är viktiga för dess lösningsförmåga av ytterligare proteiner.
De nya resultaten förklarar hur laddade delar av proteiner trots allt kan sättas in i cellmembran och fungera bland annat som jonkanaler – något som är helt centralt för att våra nervsystem och hjärtslag ska fungera.
Ett typiskt cellmembran består av små molekyler (lipider) som gör cellmembranet mekaniskt starkt och tätt medan proteinerna är viktiga för cellens funktion genom att sköta kommunikation med omvärlden och transportera molekyler. För att kunna sättas in bland lipiderna är de flesta membranproteiner fettlösliga, men några av de allra viktigaste (bland annat jonkalaner) måste istället vara laddade för att kunna fungera. Hittills har det varit en gåta hur dessa proteiner kan sättas in i membran, när de egentligen inte är särskilt fettlösliga.
Istället för traditionellt laboratoriearbete har Anna Johansson, doktor i beräkningskemi vid Stockholms universitet, använt superdatorer och distribuerade beräkningar för att modellera hur alla atomer i cellmembran och proteiner växelverkar med varandra, och direkt räkna ut hur mycket energi det kostar att sätta in delar av proteiner i cellmembran. Ett av genombrotten i den nuvarande studien är att forskarna direkt visat hur kritisk sammansättningen av cellmembran är, och att membranproteiner kan ”hjälpa varandra”.
– Våra resultat visar att interaktionerna mellan proteiner och membranet är mer komplexa än vad man tidigare trott. Slutsatserna innebär främst ett stort steg framåt i vår förståelse för membranproteiners struktur och funktion. Men detta innebär också nya krav ställs på modellering av membranprotein, säger Anna Johansson.
Centrum för Biomembranforskning är ett strategiskt forskningscentrum vid Stockholms universitet,finansierat av Stiftelsen för Strategisk Forskning.
För mer information, se http://www.cbr.su.se
Kontaktinformation
För mer information om forskningsprojektet, kontakta:
Docent Erik Lindahl, lindahl@cbr.su.se, 0703-844534
Dr. Anna Johansson, annj@cbr.su.se, 0733-708464
