Kemi: Avancerad biokemi

KEMM23. Membranproteiner är absolut nödvändiga för cellens energimetabolism och för dess förmåga att känna och kommunicera med sin omgivning. Mer än hälften av alla läkemedel som används idag riktar sig mot membranbundna proteiner. I den här kursen lär du dig mer om olika typer av membranproteiner, hur de kan överuttryckas och renas samt hur olika metoder kan användas för att analysera deras struktur och funktion. Vidare ingår ett kortare projekt där du under vägledning planerar, klonar och överuttrycker ett membranprotein som du själv väljer. Kursens övergripande syfte är att studenterna ska tillägna sig fördjupade kunskaper om, och förståelse för, membranbiokemi och membranproteiners struktur, topologi och funktionella mekanismer på molekylär nivå.

Kursinnehåll

Föreläsningar: Föreläsningarna behandlar de tre olika huvudtyperna av membranproteiner och tillhörande cellulära processer: transport och transportörer, signaltransduktion och receptorer, bioenergetik samt fotosyntetiska och respiratoriska protein. Ett antal proteiner från varje process, för vilka strukturen är känd, utreds i större detalj i syfte att belysa de funktionella molekylära mekanismerna. Föreläsningar som behandlar metoder för teoretisk modellering av membranproteinstruktur, fusionsproteintekniker, röntgenkristallografi, heterologt uttryck, solubilisering och upprening av membranproteiner ingår också i kursen.

Laborationer, övningar och projektarbete: Vid bestämning av ett membranproteins transmembrantopologi görs först en modell av proteinet från sekvensinformation och teoretiska metoder. Därefter bestäms topologin experimentellt genom att genetiskt konstruera och uttrycka fusionsprotein av membranproteinet och ett markörprotein i ett bakteriellt system som därefter analyseras.

In silico övning som behandlar potentiella problem vid detektion av heterologt uttryckt membranprotein, solubilisering och utvärdering av detergentegenskaper, jonbyteskromatografi och gelfiltrering i närvaro av detergent samt kontroll av proteinets stabilitet och integritet efter upprening. 

Ett individuellt planerat och genomfört mindre projektarbete om två veckor, under vilket studenterna uttrycker ett valfritt membranprotein och visar på något sätt att uttrycket varit framgångsrikt. Projektet innebär träning i litteratursökning, projektplanering och dokumentation samt ger fördjupade praktiska kunskaper om expression och handhavande av membranproteiner. Projektarbetet avslutas med en posterpresentation.