Forskningsprojekt Lipiders stabilisering och modulering av membranproteiner

Membranproteiner existerar inte isolerade i lösning, utan det finns allt fler resultat som pekar på hur viktiga specifika lipider (som t.ex. kolesterol) är för att många kanaler och transportörer ska fungera, och de kan även ha inflytande på om membranproteiner bildar par - sk. dimerisering.

Målet med det här projektet är att kombinera nya metoder inom avancerad mass-spektroskopi för att hitta vilka delar av membranproteiner som växelverkar med olika lipider tillsammans med molekyldynamiska simuleringar för att skapa atomära modeller. Vi kommer också att utveckla nya metoder för att mäta hur membranproteiner fungerar i konstgjorda membran där vi kan reglera sammansättningen av lipider för att systematiskt kunna bestämma vilka egenskaper hos membran (och enstaka lipider) som mest påverkar membranproteinerna. För att beskriva de processerna vill vi bestämma nya mellantillstånd på experimentell väg, och på sikt kunna förutsäga både hur rörelsen sker och hur den förändras av bundna molekyler. Datorsimuleringar av molekyler har gjort enorma framsteg inom biologi de senaste decennierna, och programmen vi utvecklar har fått mycket stort internationellt genomslag. Samtidigt är simuleringar kraftigt begränsade av att de bara fungerar på
tidskalor av mikrosekunder, och det finns en stor mängd experimentella tekniker som kan ge information om rörelser och mellantillstånd - men ingen av de ger en fullständig struktur. Vill vill speciellt förstå vad som händer när små molekyler eller lipider binder till utsidan på membranproteiner och hur det förändrar hela strukturen så att kanaler som sitter i en helt annan del av proteinet plötsligt öppnas. Vad påverkar de här processerna, och har membranet även roller där lipidsammansättningen kan ändra på hur tillgänglig en bindningsficka är? Det skulle kunna förklara varför det är så viktigt att anestetika är hydrofoba, trots att vi idag vet att effekten på nervsystemet sker genom att de binder till ett membranprotein. Vad händer med strukturer och hur påverkar lipiderna i cellmembranet rörelsen när den öppnas och stängs, och varför stängs alla kanaler spontant efter en kort öppning?

Vi arbetar oftast med grundforskning för att förstå hur de viktigaste molekylerna i våra celler fungerar, men metoderna vi skapar används av en stor mängd grupper i hela världen. En bättre förståelse för hur lipider påverkar membranproteiner är viktig i första hand för att förstå hur de här viktiga molekylerna fungerar - och varför vi kan påverka en del sjukdomar genom att justera lipidsammansättningen t.ex. genom att lägga om vår kost - vilket i längden kan skapa möjligheter att utveckla helt nya typer av läkemedel.