Oväntad plats för klibbande kardborreband
Enzymet som tillverkar DNA-byggstenar fortsätter att fascinera. I en ny studie har forskarna för första gången upptäckt att den så kallade strömbrytaren i enzymet kan byta plats. Strömbrytaren fungerar likt ett kardborreband som får molekyler att klibba ihop.
Oavsett om man är en människa, en mask eller en bakterie så behöver man som varelse kunna skapa nya celler, antingen för att växa eller för att byta ut gamla celler. Men innan en cell delar sig måste den kopiera hela sin arvsmassa, det vill säga sitt DNA, och det är här som det aktuella enzymet kommer in i bilden.
Enzymet heter RNR och tillverkar byggstenarna som behövs vid DNA-kopieringen. När DNA kopieras är det viktigt att det finns exakt rätt mängd av de fyra olika typerna av byggstenar. För mycket eller för lite av byggstenarna leder till mutationer som i förlängningen kan leda till cancer.
Den så kallade strömbrytaren är den specifika del av enzymet som reglerar mängden av de olika byggstenarna. När det finns tillräckligt med byggstenar till DNA-kopieringen stängs enzymet av med hjälp av strömbrytaren. Utan strömbrytarfunktionen skulle enzymet hela tiden vara igång och jobba med tillverkning av fler byggstenar.
Forskarna har nu undersökt detta enzym hos bland annat en marin bakterie och för första gången upptäckt att enzymets strömbrytare sitter annorlunda placerat än normalt.
– Strömbrytaren har hoppat genetiskt från en subenhet till en annan, men den utför ändå exakt samma uppdrag. Detta var en stor överraskning för oss och visar på naturens förmåga att använda befintliga komponenter på helt nya sätt, säger Derek Logan, kemist vid Naturvetenskapliga fakulteten på Lunds universitet.
Forskarna har i detalj studerat hur strömbrytaren fungerar när den slår på och av. Funktionen påminner om ett slags kardborreband som stänger och öppnar genom att subenheterna bokstavligt talat klibbar ihop respektive släpper taget.
Derek Logan har studerat strömbrytarfunktionen tillsammans med kollegor från universiteten i Stockholm, Uppsala, Umeå och Tel Aviv. Forskarna har visat hur RNR-enzymet fortfarande kan reglera mängden av de olika byggstenarna trots den annorlunda placeringen i den marina bakterien.
Även om studien gäller en marin bakterie menar forskarna att det är generellt intressant att den här typen av så grundläggande reglering kan ta olika evolutionära vägar. Kanske kan forskningsresultaten komma till nytta framöver vid utveckling av nya antibiotika och i industriella sammanhang där det är viktigt att stänga av och sätta på enzym som används i produktionen av kemikalier.
– Man skulle kunna tänka sig att använda det här kardborrebandet för att klibba ihop andra orelaterade proteiner som man vill hindra från att fungera, säger Derek Logan.
Studien har nyligen publicerats i den vetenskapliga tidskriften eLife.
För mer information, kontakta:
Derek Logan, universitetslektor
Kemiska institutionen, Lunds universitet
Tel 046 - 222 14 43, 076 - 85 85 707
derek.logan@biochemistry.lu.se
Bildtext:
Bilden visar inte hela enzymet, men den del där strömbrytaren sitter. De bägge strukturerna på sidorna utgör själva kardborrebandet. Illustration: Derek Logan.
Taggar:
