Hoppa direkt till innehållet

Kakor

För att kunna chatta behöver du tillåta att Microsoft Dynamics använder kakor.

printicon
Huvudmenyn dold.
Personalbild Karina Persson

Karina Persson

Forskar om hur bakterier binder till andra bakterier samt hur vissa utsöndrar toxiner vid infektion och de reaktioner det leder till. Jag är anknuten till Integrated Structural Biology och UCMR.

Kontakt

E-post
Telefon

Verksam vid

Anknytning
Universitetslektor vid Kemiska institutionen Roll: Studierektor
Plats
KB.E4, Linnaeus väg 10, (rum: 4.05.01) Umeå universitet, 901 87 Umeå

I vår forskning studerar vi hur bakterier binder till, och interagerar med, andra bakterier samt de mekanismer de använder under infektion. I vår forskning undersöker vi struktur och funktion av några av de proteiner bakterierna använder sig av till detta.

Vi använder biokemiska metoder i kombination med strukturbiologi för att studera bakterieproteiner. Vårt främsta verktyg är proteinkristallografi, i kombination med andra tekniker som biokemiska metoder, cellstudier och elektronmikroskopi.

Det här är några av de projekt vi arbetar med:

 

1.     Ytproteiner som uttrycks av Gram-positiva bakterier

Gram-positiva bakterier är de första bakterierna som koloniserar tänderna när den orala biofilmen (tandplack) bildas. De första bakterierna påverkar vanligtvis den orala hälsan på ett positivt sätt. Om miljön och sammansättningen av biofilmen senare ändras kan det tyvärr leda till karies och tandlossning. Vi har studerat struktur och funktion av ett ytprotein, Antigen I/II (AgI/II) som finns hos orala streptokocker och som är viktiga för att streptokocken ska få fäste i biofilmen. AgI/II är ett mycket stort protein och vi har löst strukturen av ett flertal av dess domäner från Streptcoccus gordonii, Streptococcus mutans och även Streptococcus pyogenes. En annan Gram-positiv bakterie som är en av de första kolonisatörerna av tandytan är Actinomyces oris. Den använder långa ytbunda proteinpolymerer, fimbrier, för att binda till andra bakterier, celler och ytor. Vi har löst kristallstrukturerna av en av dessa fimbriekomponenter, FimP, samt det enzym, sortas, som ansvarar för att fimbrieproteinerna polymeriseras. I både FimP och AgI/II har vi upptäckt att proteinerna stabiliseras av isopeptidbindningar, dvs amidbindingar mellan sidokedjorna lysin och aparagin/asparaginsyra. Dessa bindningar används specifikt av Gram-positiva bakterier för att stabilisera de ytproteiner som måste kunna utstå mycket mekanisk påverkan. A. oris är dessutom en flitig användare av disulfidbindingar, vilket streptokocker inte är. Därför intresserar vi oss också av den biokemiska process som används av bakterier för att bilda disulfidbindningar.

2.     Porphyromonas gingivalis fimbrier

Porphyromonas gingivalis är en Gram-negativ bakterie som tillhör de sena kolonisatörerna av den orala biofilmen. Den orsakar inflammation och tandlossning. Eftersom den kan gömma sig från vårt immunsystem är den också känd för att vara inblandad i andra sjukdomar så som cancer, kardiovaskulära sjukdomar och t o m Alzheimers. P. gingivalis har två olika fimbrier på sin yta, FimA och Mfa1 (båda är typ- V fimbrier). De är viktiga både för att binda till våra celler under infektion och till att fästa till de tidiga kolonisatörerna i den orala biofilmen. Vi har löst strukturen av de fem proteiner som ingår i Mfa1 fimbrien, Mfa1-5. I Mfa5 hittade vi bevis på horisontell genöverföring då proteinets struktur var mycket likt adhesiner som tidigare hittats hos streptokocker. Proteinet visade sig t o m ha en isopeptidbinding, vilket är den första som observerats i ett protein uttryckt av en Gram-negativ bakterie. Eftersom vi fortfarande inte vet hur proteinerna polymeriseras till en lång fimbrie vill vi även kartlägga den slutliga strukturen med hjälp av elektronmikroskopi.

3.     Lipidering och transport av proteiner

Innan fimbrieproteinerna som bygger upp FimA och Mfa1 hos P. gingivalis polymeriseras transporteras de från bakteriens inre membran till det yttre som ett lipiderat pre-protein. Det innebär att en eller flera fettsyror binds till proteinets N-terminal vilket senare utgör en signal till transportsystemet (LolACDE) att proteinet ska transporteras över periplasman. Lipidering och transport av lipiderade proteiner är biokemiska processer som är viktiga för alla Gram-negativa bakteriers överlevnad och kan därför utgöra mål för framtida antibakteriella substanser. Vi studerar därför struktur och funktion av både transportproteinerna och de enzymer som adderar fettsyror till pre-proteinernas N-terminal.  

4.     Cytotoxiner från Vibrio cholerae

Vibrio cholerae producerar ett cytotoxin som består av tre likande proteiner, MakA, MakB och MakE. De transporteras genom bakteriens flagell varefter de penetrerar värdcellens membran. Det är främst MakA som gör att de kan sätta sig i membranet. MakA har en hydrofob region som är dold i den lösliga formen av proteinet (den form som vi strukturbestämt med röntgenkristallografi). När MakA kommer i kontakt med membranet sker en stor konformationsändring varpå de hydrofoba delarna bildar två transmembrana helixar som kan sätta sig i membranet på värdcellen. MakA kan själv orsaka att apoptos men tillsammans med MakE och MakB bildas ett komplex, MakABE, ett trepartstoxin

 

Läs mer om forskningsprojekten

 

Journal of Cell Science, The Company of Biologists 2021, Vol. 134, (5)
Corkery, Dale; Nadeem, Aftab; Aung, Kyaw Min; et al.
Communications Biology, Springer Nature 2021, Vol. 4, (1)
Heidler, Thomas V.; Ernits, Karin; Ziolkowska, Agnieszka; et al.
Periodontal Pathogens: Methods and Protocols, Humana Press 2021 : 87-96
Heidler, Thomas; Persson, Karina
PLoS Pathogens, Public Library of Science 2021, Vol. 17, (3)
Nadeem, Aftab; Alam, Athar; Toh, Eric; et al.
International Journal of Cancer, John Wiley & Sons 2021, Vol. 149, (2) : 442-459
Nadeem, Aftab; Aung, Kyaw Min; Ray, Tanusree; et al.
FEBS Open Bio
Persson, Karina; Backman, Lars
PLOS ONE, San Francisco: Public Library of Science 2019, Vol. 14, (8)
Howe, Christoph; Moparthi, Vamsi K.; Ho, Felix M.; et al.
Schizosaccharomyces pombe: methods and protocols, Humana Press 2018 : 89-94
Backman, Lars; Persson, Karina
Communications Biology, Springer Nature Publishing AG 2018, Vol. 1
Dongre, Mitesh; Singh, Bhupender; Aung, Kyaw Min; et al.
Schizosaccharomyces pombe: methods and protocols, Humana Press 2018 : 95-103
Persson, Karina; Backman, Lars
Acta Crystallographica - Section A : Foundations and Advances, International Union of Crystallography 2018, Vol. 74 : E425-E425
Persson, Karina; Hall, Michael; Heidler, Thomas; et al.
EBioMedicine, Vol. 24 : 205-215
Esberg, Anders; Sheng, Nongfei; Mårell, Lena; et al.
Journal of Structural Biology, Elsevier 2017, Vol. 198, (3) : 147-153
Hall, Michael; Wagner, Raik; Lam, Xuan Tam; et al.
Journal of Structural Biology, Elsevier 2017, Vol. 198, (3) : 147-153
Hall, Michael; Wagner, Raik; Tam, Lam Xuan; et al.
PeerJ, Vol. 4
Addario, Barbara; Sandblad, Linda; Persson, Karina; et al.
Journal of Dental Research, International & American Associations for Dental Research 2016, Vol. 95, (11) : 1291-1297
Hasegawa, Y.; Iijima, Y.; Persson, Karina; et al.
FEBS Open Bio, Elsevier 2014, Vol. 4 : 283-289
Hall, Michael; Nylander, Åsa; Jenkinson, H.; et al.
PLOS ONE, Public Library Science 2013, Vol. 8, (5) : e63768-
Nylander, Åsa; Svensäter, Gunnel; Senadheera, Dilani B.; et al.
Glycoconjugate Journal, Springer 2012, Vol. 29, (7) : 491-502
Landström, Jens; Persson, Karina; Rademacher, Christoph; et al.
PLOS ONE, Vol. 7, (10) : e48364-
Persson, Karina; Esberg, Anders; Claesson, Rolf; et al.
Acta Crystallographica. Section F: Structural Biology and Crystallization Communications, International Union of Crystallography 2011, Vol. 67 : 23-26
Nylander, Åsa; Forsgren, Nina; Persson, Karina
Acta Crystallographica. Section F: Structural Biology and Crystallization Communications, International Union of Crystallography 2011, Vol. F67 : 1207-1210
Persson, Karina
Acta Crystallographica Section D: Biological Crystallography, International Union of Crystallography 2011, Vol. 67 : 212-217
Persson, Karina
Molecular Microbiology, Wiley 2010, Vol. 77, (2) : 276-286
Brady, L. Jeannine; Maddocks, Sarah E.; Larson, Matthew R.; et al.
Journal of Molecular Biology, Academic Press 2010, Vol. 397, (3) : 740-751
Forsgren, Nina; Lamont, Richard J; Persson, Karina
Protein Expression and Purification, Vol. 66, (2) : 143-148
Eriksson, Hanna M; Persson, Karina; Zhang, Shuguang; et al.
Protein Science, Vol. 18, (9) : 1896-1905
Forsgren, Nina; Lamont, Richard J; Persson, Karina
Acta Crystallographica. Section F: Structural Biology and Crystallization Communications, Vol. 65, (7) : 712-714
Forsgren, Nina; Lamont, Richard; Persson, Karina
Journal of Medicinal Chemistry, Vol. 24;46, (9) : 1580-8
Ye, L; Li, YL; Mellström, K; et al.
Nylander, Åsa; Hall, Michael; Jenkinson, H; et al.

Forskargrupper

Forskningsledare
Karina Persson Lab

Jag undervisar i kemi på basåret samt i biokemi på Kandidatprogrammet i Life Science. Jag har även varit involverad i undervisning i biokemi på Farmaciprogrammet och på Kandidatprogrammet i miljö och hälsoskydd.