Hemoproteins of Enterococcus faecalis

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Hem är en liten molekyl som förekommer som aktiv grupp i många viktiga proteiner, t.ex. hemoglobin, katalas och cytokromer. De hem-innehållande proteinerna är livsnödvändiga för alla djur och växter, samt många bakterier. Kemiskt sett, är hem en porfyrin (en annan känd porfyrin är klorofyll) som innehåller en järn-jon. Bakterien Enterococcus faecalis är en vanlig invånare i friska människors och djurs tjocktarm, dock kan den också orsaka svåra sjukdomar. Dessutom är E. faecalis ofta resistent mot vanligt använda antibiotika vilket gör dessa sjukdomar svårbehandlade. E. faecalis är en av ett litet antal kända organismer som inte behöver hem-proteiner för att överleva. Denna bakterie kan inte själv göra hem, men kan ta upp hem från tillväxtmediet för att sedan sätta in det i det färdiga proteinet. Vi har beskrivit ett cytokrom bd som förekommer i E. faecalis endast när bakterien har tillgång till hem. Cytokrom bd fungerar som terminalt oxidas i bakteriens andningskedja. E. faecalis behöver dock inte sin andningskedja för att överleva, eftersom den också kan använda sig av jäsning för sin energimetabolism. Ytterligare ett protein, katalas, förekommer i E. faecalis endast när det finns hem i tillväxtmediet. Katalas är ett viktig enzym som skyddar cellerna mot fria radikaler. Fria radikaler kan orsaka skador på arvsmassan och därmed ge upphov till cancer. Reaktionsmekanismen för katalas är ganska välkänd, men det finns fortfarande en del oklarheter. Katalas katalyserar nedbrytning av väteperoxid till syrgas och vatten. Vi har renat enzymet från E. faecalis, bestämt dess biologiska och kemiska egenskaper samt tagit fram antikroppar mot proteinet. Vi har också utnyttjat E. faecalis för att tillverka icke-naturligt katalas. Genom att tillföra hem-analoger i tillväxtmediet (molekyler som liknar hem men är lite annorlunda) har vi lyckats tillverka flera olika katalaser, med olika kemiska och biofysikaliska egenskaper. Dessa kan senare t.ex. användas som verktyg för att studera katalasets komplicerade enzymatiska mekanism. Troligen kan också andra hem-innehållande proteiner framställas och modifieras med denna metod, och vi kan på så sätt vinna mer information om viktiga enzymatiska processer, som t.ex. respiration och nedbrytning av läkemedel i vår kropp.