Mäter elektrostatisk kraft på cellnivå
Alla celler omges av tunna, fettrika membran som skyddar dem från omgivningen och förhindrar att molekyler läcker ut eller in i cellen. I cellmembranen sitter membranproteiner som på ett kontrollerat sätt kan pumpa in till exempel energirika kemiska föreningar i cellen, eller låta laddade joner passera membranet. Såna transportprocesser drivs i många fall av en elektrisk potential över cellmembranet. Under passagen genom membranet påverkas en laddad molekyl eller jon av en stark elektrostatisk kraft som genereras av membranpotentialen.
Vid sidan om små molekyler och joner kan celler också utsöndra stora proteiner. Nu har forskare på Stockholms universitet för första gången lyckats mäta den elektrostatiska kraft som påverkar laddade aminosyror i ett protein när proteinkedjan passerar genom cellmembranet i en bakterie. Man har använt en indirekt metod som bygger på att vissa korta proteinsekvenser bara kan tillverkas av ribosomen – den maskin som sköter cellens proteinsyntes – om proteinkedjan samtidigt påverkas av en yttre dragkraft. Gunnar von Heijne och hans kollegor har designat sitt experiment så att denna yttre dragkraft genereras genom att membranpotentialen “drar i” laddade aminosyror i proteinet, och kan på så sätt mäta upp kraften genom att mäta hur lätt eller svårt ribosomen har att tillverka den “blockerande” sekvensen i proteinet.
Studien ger nya insikter i hur proteiner utsöndras genom cellens membran. Den nya kraftmätningsmetoden kan också användas i andra sammanhang där man vill mäta krafter inuti en levande cell.
Studien publicerades i Nature Structural & Molecular Biology den 5 januari 2015.