Det är med hjälp av den synkrotronljusteknik som finns på MAX IV-laboratoriet i Lund som professor Adrian Goldmans forskargrupp vid Helsingfors universitet har kunnat bestämma proteinets struktur. Proteinet som heter pyrofosfatas är ett så kallat membranprotein och finns i växter och bakterier samt i vissa typer av parasiter s.k protozoer (urdjur).
Proteinets funktion är viktig eftersom den hjälper till att upprätthålla rätt jonbalans i cellerna. För parasiter är jonbalansen viktig för att de ska kunna invadera och leva i andra organismer. Pyrosfosfataser spelar också en viktig roll i mognads- och utvecklingsprocesser. Till exempel hjälper de växter att överleva under stressade förhållanden såsom torka, kyla eller mörker.
Pyrosfosfataser finns däremot inte hos däggdjur eller människor vilket gör dem intressanta för läkemedelsindustrin. Kunskap om hur proteinet ser ut ger nämligen viktiga pusselbitar för att kunna utforma framtida läkemedel mot exempelvis malaria och sömnsjuka .
- Kunskapen om strukturen i pyrosfosfataser ökar vår allmänna kunskap om membranproteiner. Trots att mer än 50 procent av läkemedlen på marknaden interagerar med membranproteiner har vi mycket begränsad kunskap om hur de fungerar jämfört med lösliga proteiner. Till exempel är över 80 000 tredimensionella strukturer av proteiner kända, men endast 357 av dessa är membranproteiner, säger Marjolein Thunnissen som är forskningsansvarig vid mätstation I911-3 på MAX II-ringen vid MAX IV-lab i Lund.
När forskarna nu har klarlagt strukturen hos pyrosfosfataserna har de upptäckt att deras mekanism att pumpa joner genom membranet skiljer sig från vad man hittills hittat i andra klasser av membranproteiner. För att proteinet ska kunna pumpa jonerna genom cellmembranet krävs energi och som energikälla använder pyrosfosfataserna en fosfatrik molekyl (pyrofosfat) som klyvs i processen.
I klyvningen frigörs energi som gör att proteinet kan röra sig och pumpa igenom jonerna. Proteinets process är sinnrik eftersom pyrofosfater är en naturlig restprodukt och genom att använda en restprodukt som energikälla blir cellen mer effektiv.
Forskarna från professor Adrian Goldmans forskargrupp vid Helsingfors universitet samlade in datan för proteinet ”natriumpumpande pyrofosfatas” vid station I911-3 på MAX II-ringen vid MAX IV-lab i Lund samt vid flera experimentstationer vid ESRF i Grenoble, Frankrike.