Membrane protein structural biology and enabling technology
- Reference number
- FFL09-0008
- Start and end dates
- 110101-161231
- Amount granted
- 10 000 000 SEK
- Administrative organization
- Stockholm University
- Research area
- Life Sciences
Summary
Membrane proteins perform a remarkable number of cellular processes including signaling, transport, energy transduction and enzymatic reactions. They are also are targets for the majority of drugs on the market. High-resolution crystal structures constitute a powerful tool to understand the function of proteins and they are becoming increasingly important as a basis for drug design. Still, structures of soluble proteins outnumber those of membrane proteins by 100:1. We work on two groups of membrane proteins, human tetraspanins, involved in several important processes such as signaling, cell-cell interaction and cancer development, and bacterial membrane proteins from families for which there is very little structural information but that are of relevance for human basic metabolism or disease. Our present goal is to provide the first crystal structures from these protein families and use the information in concert with other methods to gain biochemical insight and assess possibilities for drug design. To aid in this effort, we also do method development focused on methods for detergent screening and in vivo identification of membrane protein complexes. Collaborations with industry and academia are pursued to maximize the benefit of obtained results. The long-term goal is to establish a laboratory with a method-base that allows not only crystallography but also to characterize the in vivo function and biochemistry of membrane proteins.
Popular science description
Alla våra celler är omgivna av ett hölje, ett membran. Membranet är dock inte bara en passiv yta som skiljer ute från inne, proteiner som sitter inbäddade i det sköter en stor mängd funktioner som är nödvändiga för att cellen skall överleva och fungera i sin bestämda roll tillsammans med de andra cellerna i vår kropp. Sådana proteiner, så kallade membranproteiner, utför till exempel signalering mellan celler och transport av näringsämnen och andra substanser ut ur och in i cellen. Med röntgenkristallografi kan man avbilda proteiner i minsta detalj så att man vet var varje atom sitter. Man kan också se hur andra molekyler, till exempel läkemedel, binder till proteinet. På så sätt kan röntgenstrukturer användas till att förstå proteinets funktion och användas som en utgångspunkt för läkemedelsutveckling. Större delen av alla läkemedel utövar sin verkan genom att påverka membranproteiner. Trots detta finns det 100 gånger fler röntgenstrukturer av proteiner som inte sitter i membranet. Den huvudsakliga anledningen till detta är att membranproteiner är betydligt svårare att arbeta med och strukturbestämma. Det vetenskapliga målet med projektet är att bestämma strukturen på vissa membranproteiner av särskilt stort medicinskt och vetenskapligt värde. Dessa strukturer kommer sedan användas för att utforma vidare experiment för att få en fördjupad förståelse för deras funktion samt att utvärdera möjligheter för läkemedelsutveckling. Vi arbetar också med att utveckla förbättrade metoder för att studera både struktur och funktion av membranproteiner. Forskningen kommer att bedrivas vid Centrum för Biomembranforskning, ett strategiskt forskningscentrum vid Stockholms Universitet där ca 20 forskargrupper studerar membranproteiner med olika metoder. De stora möjligheterna till samarbeten kommer både gynna projekten och leda till att resultaten kan utnyttjas på bästa sätt. Vi samarbetar även med andra svenska och utländska forskargrupper och industrin.