Felveckning av proteiner på molekylnivå

Forskningsprojekt Vad ligger bakom Alzheimer och Parkinson m.fl. svåra sjukdomar som beror på inlagring av amyloidtrådar i kroppen?

En felveckning av protein i cellerna leder till bildande och ansamling av olösliga trådar, s.k. amyloider, som medför flera svåra sjukdomar, t.ex. Alzheimer, Parkinson, amyloidos (Skellefteåsjukan) och prionrelaterade tillstånd ("galna ko-sjukan"). I det här projektet studeras många aspekter av detta fenomen på djupet. Det gäller både sjukdomsmekanismerna och t.ex. möjligheterna att använda amyloider som material inom bionanoteknik.

Projektansvarig

Ludmilla Morozova-Roche Professor

E-post

090-786 52 83

Projektöversikt

Projektperiod:

2003-11-26 – 2008-12-31

Finansiering

VR-M, 2003-2008: 2 775 000 kr
VR (rådsforskare), 2003-2007: 4 131 000 kr
Kempe (instrument), 2003: 2 200 000 kr
Med.fak, 2004-2006: 165 000 kr

Medverkande institutioner och enheter vid Umeå universitet

Institutionen för medicinsk kemi och biofysik

Forskningsämne

Molekylär medicin

Projektmedlemmar

Externa projektmedlemmar

Vladimir Zamotin, doktorand
Mantas Malisauskas, doktorand
Kristina Wilhelm, doktorand
Kiran Yanamandra, doktorand

Projektbeskrivning

Amyloidbildning i betydelsen ansamling av proteiner har visat sig vara ett allmänt fenomen, som kartlagts genom intensiv forskning på senare tid. Amyloiden betraktas idag som en grundform kännetecknad av en viss kärnstruktur, ”cross-beta-sheet”. Det antyder att vilken polypeptid som helst skulle kunna uppträda på det sättet när omständigheterna blir de rätta. Amyloidavlagringar i kroppsvävnader är ett inslag i ett vitt spektrum av sjukdomar, inkl. Alzheimer, Parkinson, diabetes, olika former av amyloidos, t.ex. Skellefteåsjukan, m.fl.

Amyloiderna är också en ny utmaning för industrier med produkter som bygger på proteiner, t.ex. läkemedelsföretagen. Den latenta risken för amyloidbildning kräver stor uppmärksamhet och djup analys för att hålla produkterna säkra och effektiva. En del andra egenskaper hos amyloiderna, t.ex. deras anmärkningsvärda fysiska stabilitet, kan utnyttjas inom nanotekniken för att ta fram nya ytterst små strukturer med väl kontrollerade egenskaper. Giftverkan hos proteinkomplexen kan också betraktas som tveeggat svärd, dvs. antingen döda normala celler eller komma åt tumörceller.

Vårt forskningsintresse är fokuserat på studier av mekanismerna för amyloidbildning på molekylär och cellnivå, både när det gäller sjukdomsrelaterade och nydesignade proteiner. Mer specifikt ägnar vi oss åt att:

1. Karaktärisera strukturen hos amyloidformationer med särskilt fokus på de tidiga stadierna i bildningsprocessen. Är det möjligt att hejda eller till och med vända processen? Vi använder atomic force-mikroskop (AFM) tillsammans med en uppsättning biofysiska och biokemiska tekniker.

2. Avslöja de molekylära och cellulära mekanismerna bakom amyloiders giftverkan. Det innebär att identifiera de giftiga amyloidtyperna och avgöra hur de orsakar skador och celldöd samt att analysera de olika proteinkomplexens verkningar på tumörceller.

3. Studera och utvärdera autoimmuna reaktioner på amyloider hos patienter med Parkinson och Alzheimer.

4. Undersöka amyloidernas möjligheter som materiel i nanobiotekniska tillämpningar.

Forskningen är multidisciplinär och omfattar strukturell biologi, proteinvetenskap, cellbiologi, immunologi och neurobiologi.