Nytt om hur cellers membran byggs upp

Ny forskning om cellmembranets struktur förklarar hur laddade delar av ett protein kan fogas in i det annnars fettlösliga membranet.

Ett typiskt cellmembran består av små molekyler, lipider, som gör cellmembranet mekaniskt starkt och tätt. Det innehåller också proteiner som är viktiga för cellens funktion genom att sköta kommunikation med omvärlden och transportera molekyler.

För att kunna sättas in bland lipiderna är de flesta membranproteiner fettlösliga. Men några av de allra viktigaste, bland annat jonkalaner, måste istället vara laddade för att kunna fungera. Hittills har det varit en gåta hur dessa proteiner kan sättas in i membran, när de egentligen inte är särskilt fettlösliga.

Normalt borde inte laddade aminosyror kunna sättas in i membran, men genom att växelverka med andra proteiner blir det möjligt att stabilisera dem tills hela proteinet har satts in. De spiralformade strukturerna i bilden utgör ett protein i cellmembranet som hjälper till att foga in andra proteiner. Den vita strukturen är en laddad aminosyra.

Centralt för nervsystemet

Nu visar resultat från Stockholms universitet och Centrum för Biomembranforskning, CBR, att insättning av membranprotein i cellmembran styrs av membranets komplexa molekylsammansättning, inte enbart av membranlipidernas fettlöslighet, vilket tidigare förutsatts. Proteiner som finns i membranet är viktiga för dess lösningsförmåga av ytterligare proteiner. 

Studien publicerades nyligen i den amerikanska vetenskapsakademins tidskrift PNAS.

De nya resultaten förklarar hur laddade delar av proteiner trots allt kan sättas in i cellmembran och fungera bland annat som jonkanaler – något som är helt centralt för att våra nervsystem och hjärtslag ska fungera.

Baserat på datamodeller

Forskarna använde superdatorer och distribuerade beräkningar för att modellera hur alla atomer i cellmembran och proteiner växelverkar med varandra. De kan direkt räkna ut hur mycket energi det kostar att sätta in delar av proteiner i cellmembran.

Centrum för Biomembranforskning är ett strategiskt forskningscentrum vid Stockholms universitet, finansierat av Stiftelsen för Strategisk Forskning.
För mer information, se http://www.cbr.su.se