Nya rön om cellers vattentransport viktiga för läkemedel
I en studie som nu publicerats i den ansedda vetenskapliga tidskriften Science har forskare för första gången kunnat se hur individuella protoner är positionerade i ett membranprotein. Studien har genomförts av två forskargrupper i ett samarbete mellan Göteborgs Universitet och University of Illinois.
Studien har gett nya insikter i hur en familj av membranproteiner fungerar.
- Våra nya resultat ifrågasätter en länge accepterad mekanism för hur vatten, men inte protoner, transporteras genom cellmembran. Vi ser att den accepterade mekanismen är viktig, men att den bara är halva historien, säger professor Richard Neutze vid institutionen för kemi och molekylärbiologi vid Göteborgs Universitet.
Redan under 1800-talet anande man att celler i alla levande organismer måste innehålla specifika kanaler för transport av vatten. Men det var inte förrän 1992 som Peter Agre publicerade att vattnets väg genom cellmembranet går genom det livsviktiga och specifika membranproteinet akvaporin. Hans upptäckter belönades med Nobelpriset i kemi 2003. Sedan dess har akvaporiner varit av stort intresse för både vetenskap och medicin. Idag har 13 mänskliga akvaporiner identifierats av vilka många är kopplade till en rad olika sjukdomar och därför är viktiga för läkemedelsutvecklingen.
Nya studier avslöjar nya vattenvägar
I den aktuella artikeln har forskargrupperna studerat jästen Pichia pastoris akvaporin. Studien avslöjar tidigare ej kända akvaporin-vatteninteraktioner viktiga för förståelsen av vattenkanalers molekylära mekanism.
Den tredimensionella strukturen av ett protein ger en unik förståelse för hur proteinet fungerar. För att erhålla strukturell information om membranprotein används metoden röntgenkristallografi. Proteinet isoleras och kristalliseras varefter kristallen belyses med röntgenstrålning.
Men de medicinskt viktiga membranproteinerna inklusive akvaporiner är svåra att kristallisera. Det är därför tekniskt svårt att generera högkvalitativa kristaller som sprider röntgenljus till en så hög upplösning att man kan urskilja proteinstrukturens atomära detaljer. Den här studien har genomförts med en subatomär upplösning på 0,88 Ångström.
Artikeln Subangstrom Resolution X-Ray Structure Details Aquaporin-Water Interactions har publicerats i Science den 14 juni 2013.
Kontakt:
Richard Neutze, Institutionen för kemi och molekylärbiologi vid Göteborgs universitet
031-786 39 74
Foto:
Porträtt Richard Neutze av Johan Wingborg
Figur:Elektrondensitet (blått och grönt nät) av akvaporinets selektivitetsfilter. Vattenmolekylerna ses som ett pärlband (röda sfärer) genom vattenkanalen. Kol-, kväve-, och syreatomer visas i beige, blått och rött. Den gröna elektrondensiteten visar positioneringen av protoner. Avstånden mellan atomerna anges i Ångström.
Carina Eliasson
Pressinformatör
Göteborgs universitet
telefon: 031-786 98 73
e-post: carina.eliasson@science.gu.se
Följ oss på Twitter. Gilla oss på Facebook.
Göteborgs universitet är ett av de stora i Europa med 37 000 studenter och 6 000 anställda. Verksamheten bedrivs av åtta fakulteter, till allra största del i centrala Göteborg. Utbildning och forskning har stor bredd och hög kvalitet – det vittnar sökandetryck och nobelpris om. www.gu.se.
Taggar:
