Intervju

Pernilla studerar proteiners form och fart

Namn: Pernilla Wittung Stafshede

Sjukdomar som Alzheimer, Parkinsons, Skelleftesjukan men även vissa cancerformer uppstår för att proteiner i cellerna börjar vecka sig på ett felaktigt sätt eller för att de binder till andra proteinkedjor eller metalljoner. Pernilla Wittung Stafshede, koncentrerar sin forskning på dessa processer.

– Det är väldigt fascinerade att försöka förstå vad som styr hur proteiner når sina aktiva former och vad som kan gå fel i dess processer, samtidigt som det är fruktansvärt svårt, konstaterar hon.

Proteiner är långa kedjor av aminosyror som kopplas ihop i en viss ordning utifrån vår genetiska kod. För att aktiveras måste varje kedja veckas ihop till en specifik struktur i cellerna.
– Frågan är hur kedjorna veckar ihop sig. Naturen vet hur man gör, proteiner veckas hela tiden i levande organismer. Skulle kedjorna slumpmässigt testa olika former skulle det ta oändlig tid, istället måste det finnas något som styr dem åt rätt håll, konstaterar Pernilla.

Grundläggande upptäckter

Pernilla som är professor i biologisk kemi har gjort många grundläggande upptäckter om hur proteiner som binder metaller (metallproteiner) eller proteiner som binder till andra proteinkedjor (oligomerer) kopplar ihop veckning och bindning. Många av de viktigaste proteinerna i cellen behöver binda metaller eller andra proteinkedjor för att utföra sitt arbete. Dessutom är fria metaller farliga och felaktiva protein-protein bindningar kan leda till sjukdomar.

– Det verkar som att metaller kan binda till kedjan före veckningen och påskynda bildandet av det aktiva proteinet. Vi har i ett fall sett att processen går tusen gånger snabbare om en kopparjon binder till proteinet innan det veckar sig jämfört med tvärt om.

Cellmiljön påverkar veckningen

Sedan några år tillbaka studerar hon också hur stor betydelse cellmiljön har för proteiners egenskaper som veckning, form och funktion.
– Proteinveckning har oftast studerats i vattenlösning. Men cellerna är fyllda med andra proteiner, DNA, ribosomer med mera; upp till 40 procent av cellvolymen kan vara upptagen av andra molekyler. Denna minskning av tillgänglig volym kan påverka proteiner på många olika sätt, men ingen har testat detta och gjort biofysikaliska experiment i miljöer som efterliknar cellen tidigare.

Pernilla och hennes kollegor gjorde nyligen en oväntad upptäckt.
– Det visade sig att det hopveckade proteinet blev mer stabilt samtidigt som det veckade sig snabbare i naturtrogen cellmiljö. Detta stämmer överens med teoretiska beräkningar. Det ingen kunnat gissa var att vi fann att proteinets form också kunde ändras i cellmiljö jämfört med i vattenlösning.

Formen på ett protein har en avgörande roll för proteinets funktion.
– Vi experimenterade med ett modellprotein från Borreliabakterien. I den vanliga veckade formen av proteinet som finns i utspädd lösning så syns inte en viktig antigen, men när proteinet placerades i cell-liknande miljö kollapsade det till en sfär och då poppade denna antigen ut och blev synlig. Detta kan förklara varför det bildas så många antikroppar till denna antigen vid infektion, en fråga som tidigare varit oklar.

Kopparjoner påverkar sjukdomsutveckling

Hur koppar transporteras i cellerna till behövande proteiner är ett annat viktigt område för Pernilla Wittung Stafshede.
– Det finns ingen fri koppar i cellerna, det är farligt, utan instället finns dedikerade proteiner som transporterar metallen till behövande proteiner. Ingen vet ännu hur detta går till på meknaistisk nivå, vad som är drivkraften och hur temporära protein-koppar komplex ser ut.

Eftersom kopparjoner kan spela en stor roll i ALS, Alzheimer och Parkinson är det en viktig gåta att lösa. Koppar har även funnits i mängder vid cancertumörer.
– Om vi förstår hur koppar transporteras normalt i cellen kan vi kanske komma på sätt att förhindra att sjukdomar som påverkas av koppar utvecklas, säger Pernilla Wittung Stafshede.

Mer om Pernilla:

Hobby: lekplatser (nu för tiden), resor till spännande platser i världen (före vi fick barn)
Dold talang: spelar dragspel
Äter helst: Marabou choklad
Född: 1968