Röntgenlaser användbar i kampen mot sömnsjuka
För ett halvår sedan visade Uppsalaforskare och kollegor i tidskriften Science att det är möjligt att använda avancerad röntgenlaser för att undersöka ett proteins atomära struktur. Idag publicerar de en ny studie i Science nätversion Science Express som avslöjar strukturen hos ett protein, TrCatB, som är av stort intresse för läkemedelsutveckling mot sömnsjuka.
Afrikansk sömnsjuka (Trypanosomiasis) orsakas av parasiten Trypanosoma brucei, som sprids av Tsetseflugan och orsakar cirka 30 000 dödsfall per år. Via tsetse-flugans stick infekterar parasiten blod- och lymfsystemet och så småningom det centrala nervsystemet hos människor, vilket leder till döden. Trypanosoma brucei cystein proteas cathepsin B (TrCatB) är ett protein som identifierats som potentiellt mål för framtida läkemedel mot sömnsjuka. Kunskapen om strukturen hos den aktiva formen av detta protein har dock hittills varit otillräcklig för att kunna utveckla effektiva läkemedel.
Nu har samma team med forskare från bland annat Stanford, Hamburg och Uppsala universitet lyckats bestämma atomstrukturen hos den naturliga formen av proteinet TbCatB, vilket öppnar för utvecklandet av nya potenta läkemedel. Metoden som används kombinerar proteinkristallografi och röntgenlaser och gör strukturbestämning baserad på väldigt små, nanometerstora, kristaller möjlig. Utvecklingen av tekniken beskrevs av samma forskarlag i Science i juni 2012 .
Röntgenlaser ger extremt korta och starka röntgenpulser, vilket gör att provet kan utsättas för stråldoser som är tusen gånger större än den maximala tillåtna stråldosen vid ett vanligt synkrotronexperiment. Signalen blir då mycket starkare vilket möjliggör att även små prover kan undersökas i hög upplösning. Detta har i sin tur möjliggjort användandet av proteinkristaller skapade inuti celler, dvs. i sin naturliga miljö, vilket använts i den aktuella studien för att generera TbCatB kristallerna.
– Resultaten är inte bara ett framsteg som öppnar för nya spännande metoder för strukturbestämning av proteiner, utan har även viktiga biologiska implikationer genom att strukturen avslöjar funktionen hos den naturliga formen av TbCatB, säger Nicusor Timneanu, forskare i molekylär biofysik vid Uppsala universitet.
– Ett proteins tredimensionella struktur är oerhört viktig för att läkemedelsutveckling ska bli så effektiv som möjligt. Vår metod kommer att kunna användas för liknande studier av andra proteiner, säger forskarkollegan Carl Caleman, som kommit till Uppsala från Hamburg för att bygga upp sin framgångsrika forskning här.
Studien i Science Express har finansierats av bland andra Vetenskapsrådet.
KONTAKT OCH INFORMATION
För mer information, kontakta Nicusor Timneanu, institutionen för cell- och molekylärbiologi, tel: 018-471 44 51, 070-425 09 26, nicusor.timneanu@icm.uu.se eller Carl Caleman institutionen för fysik och astronomi, tel: 018 471 36 11, carl.caleman@physics.uu.se
