Ny analyse viser, hvordan proteiner skifter til arbejdstilstand

Ny analyse afslører de dynamiske skift, som proteiner gennemgår, når de går fra inaktive til aktive tilstande, hvilket kaster lys over de molekylære mekanismer for proteinfunktion. Ligesom små maskiner i celler spiller proteiner afgørende roller i forskellige cellulære processer, og forståelsen af ​​deres dynamiske adfærd er afgørende for at dechifrere livets indviklede funktion.

Forskerholdet, ledet af forskere fra Københavns Universitet og Göteborgs Universitet, brugte banebrydende beregnings- og eksperimentelle teknikker til at undersøge de strukturelle ændringer i et protein kaldet "adenylatkinase", når det skifter fra en inaktiv til en aktiv tilstand. Adenylatkinase er involveret i energioverførselsreaktioner i celler.

Undersøgelsen kombinerede eksperimentelle målinger ved hjælp af røntgenkrystallografi og nuklear magnetisk resonans (NMR) spektroskopi med beregningssimuleringer. Denne multidisciplinære tilgang gjorde det muligt for forskerne at få et detaljeret billede af proteinets konformationelle ændringer på atomniveau.

Deres analyse afslørede, at aktiveringsprocessen involverer en række subtile skift i proteinets struktur. Specifikke områder af proteinet, kaldet "allosteriske kontakter", fungerer som håndtag, der styrer proteinets funktion ved at udløse disse konformationelle ændringer. Disse allosteriske switches er følsomme over for bindingen af ​​små molekyler eller andre proteiner, som kan udløse proteinets aktivering.

Resultaterne giver ny indsigt i de mekanismer, hvorved proteiner regulerer deres aktivitet som reaktion på cellulære signaler. At forstå disse dynamiske processer er afgørende for at forstå, hvordan celler opretholder homeostase, reagerer på stimuli og udfører deres specialiserede funktioner.

Forskningen fremhæver også styrken ved at kombinere eksperimentelle og beregningsmæssige tilgange til at studere proteindynamik. Denne integrerede strategi giver en mere omfattende forståelse af de komplekse molekylære maskiner, der driver cellulære processer.

Resultaterne er offentliggjort i tidsskriftet "Nature Communications." Denne forskning åbner op for nye veje til at udforske forholdet mellem proteinstruktur, dynamik og funktion, hvilket baner vejen for udviklingen af ​​nye terapeutiske strategier rettet mod disse molekylære skift i sygdom.