Protein Dynamics Studied by NMR. Kinetics of the Adipocyte Fatty Acid-Binding Protein and Oligomerisation of the Low Molecular Weight Protein Tyrosine Phosphatase

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish 1: Tomas Åkerud, doktorand vid Lunds Universitet, har utvecklat en metod för att mäta hur snabbt läkemedelsmolekyler och fettsyror (de naturliga bindarna) tar sig in i och lämnar bindingsfickan i ett protein som är viktigt för fettsyrametabolismen i människa. Proteinet, adipocyt-fettsyrabindande protein (A-FABP), har som funktion att transportera fettsyror, som inte är särskilt vattenlösliga, i fettcellernas vattenfyllda inre. Om proteinets fettsyratransporterande egenskaper kunde blockeras med en läkemedelsmolekyl skulle fettcellernas upplagring av fett kunna hämmas. För att förstå bindningsprocessen i detalj har kärnmagnetisk resonansspektroskopi (NMR) använts. Proteinet har anrikats med den NMR-aktiva, men icke-radioaktiva isotopen kväve-15 (den naturligt förekommande är kväve-14) för att möjliggöra studier av varje enskild aminosyra i proteinet. För att kunna studera en fettsyra, oljesyra, har denna anrikats med kol-13. Den naturligt förekommande isotopen är kol-12, medan den radioaktiva kol-14 isotopen används till datering av arkeologiska prover. Protein och oljesyra blandas sedan och signaler från fritt och bundet protein och fri och bunden oljesyra kan studeras samtidigt. Hur intensiva de fria och bundna signalerna är bestämmer hur starkt oljesyra och protein interagerar. Tricket med metoden som använts är att göra tidsupplösta mätningar, där magnetiseringen från fri och bunden form blandas så att den genomsnittliga tid som oljesyran befinner sig i bindningsfickan kan bestämmas. Det faktum att kväve-15 atomerna är utspridda i proteinet gör det också möjligt att få information om var bindingsprocessen sker i proteinet. Samma metod har använts för att studera proteinets interaktion med en läkemedelskandidat som tagits fram på Biovitrum i Stockholm. 2: Oligomerisering, bindning till sig själv, har studerats med NMR för proteinet lågmolekylärt fosfatas (LMW-PTP). Proteinets funktion är att ta bort fosfatgrupper bundna till protein. Detta är viktigt i mänskliga celler då funktioner som är livsnödvändiga kontrolleras genom att de andra proteinerna har olika fosforyleringsmönster. När LMW-PTP binder till sig själv döljs den del av proteinet som sköter defosforyleringen och proteinet blir inaktivt. Med NMR har vi visat att detta sker i vattenlösning. Tillsammans med en forskargrupp i Barcelona ledd av Miquel Pons har vi visat att det inaktiva proteinet också binder till sig själv och bildar enheter som innehåller fyra proteinmolekyler.