Ny forskning visar vägen till cellens andning
Att andas in syre är bara första steget i en lång resa i kroppens skrymslen och vrår. Syret transporteras därefter med blodet ut till kroppens alla celler. Detsamma gäller för näringen från maten vi äter. I cellen omvandlas syret och näringen till energi och koldioxid som vi andas ut. I en ny avhandling som läggs fram vid Stockholms universitet idag har Kristina Faxén kartlagt hur den så kallade cellandningen fungerar.
– Jag studerar hur cellandning fungerar. Under senare år har allt fler sjukdomar, som till exempel Alzheimer, visat sig ha samband med cellandningen. Resultaten förväntas på sikt leda till att specifika läkemedel kan designas mot olika sjukdomar, även om vägen dit är lång, säger Kristina Faxén, doktorand vid Institutionen för biokemi och biofysik vid Stockholms universitet.
I varje cell finns många små energikraftverk – mitokondrier. De enzym som styr cellandningen sitter i membran som omger mitokondrierna. Kristina Faxén har analyserat ett av dessa enzym – cytokromoxidas. Det är en pump som fördelar positiva och negativa laddningar till olika sidor av membranet och fungerar därmed ungefär som en batteriladdare som hjälper till att ”ladda våra inre batterier”. Batterierna driver alla kroppens funktioner, till exempel våra muskler, hjärnan och matsmältningen.
– För att studera ”batteriladdaren” har jag och mina kollegor lyckats konstruera konstgjorda celler som består av ett klotformat membran, ungefär som en såpbubbla, men bara 30 nanometer (miljontedels millimeter) i diameter. Sedan har vi satt in cytokromoxidas i membranet. På det sättet kan det fungera precis som i den levande cellen, säger hon
En sak som gör reaktionen svår att studera är den höga hastighet den sker med. Ett enda ”andetag” i cellen tar bara en tusendels sekund. Laboratoriet vid Stockholms universitet är ett av få i världen som har den avancerade laserteknik som krävs för att studera så snabba förlopp.
– Flera forskargrupper runtom i världen har studerat molekylära pumpar och försökt förstå hur dessa fungerar. Men det har inte nåtts någon enighet om någon generell mekanism. Våra resultat har löst några av konflikterna. Vi har tidigare presenterat en mycket enkel och generell princip för pumparnas funktion, som visar hur en svängande arm hämtar positiva laddningar, protoner, på ena sidan av membranet och lämnar dem på den andra. Resultaten i min avhandling stöder denna modell, säger Kristina Faxén.
Kontaktinformation
För ytterligare information kontakta:
Kristina Faxén, doktorand, Institutionen för biokemi och biofysik, Stockholms universitet, tfn 08-16 27 15, mobil 0734-388 357, e-post Kristina.Faxen@dbb.su.se
