NYHET En nyetablerad forskargrupp vid Umeå universitet har tillsammans med forskare vid Stockholms universitet kartlagt hur kolhydrater tas upp från cellens utsida av transportproteinet LacY. Studien publiceras i Scientific Reports.
Cellmembrantransport. Illustration: Magnus Andersson
Galaktosid-permeas, LacY, är ett transportprotein som används som ett modellsystem för att förstå en viss typ av membrantransport, nämligen hur en koncentrationsskillnad av till exempel joner kan utnyttjas för att aktivt driva import eller export av olika substanser, vilket i fallet LacY är kolhydrater. Trots att systemet är välstuderat har det tidigare saknats information såsom hur laktos tas upp från bakteriecellens utsida.
– För att förstå hur membrantransport fungerar på molekylär nivå är det viktigt att ta hänsyn till att biologiska system ständigt är i rörelse. Den här typen av dynamik är extremt svår att studera experimentellt, men med hjälp av dagens superdatorer kan vi nu faktiskt simulera den här typen av biologiska processer, säger universitetslektor Magnus Andersson, nyligen rekryterad till Kemiska institutionen vid Umeå universitet från KTH.
Hans forskarlag har med hjälp av datorsimuleringar kartlagt hur galaktosid-permeas, LacY, binder en kolhydratmolekyl från cellens utsida. En upptäckt som delvis bringar en molekylär förståelse av en rad tidigare experimentella resultat, men också inspirerar till liknande undersökning av motsvarande transportörer hos människan.
Viktiga fysiologiska processer i människan som spridning av nervsignaler, muskelkontroll och näringsupptag styrs på molekylär nivå av proteiner som sitter insprängda i cellens membran. Men bakterier använder också den här typen av proteiner för att öka sin överlevnad, till exempel genom export av antibiotika, och ligger således till grund för antibiotikaresistens.
Denna studie möjliggjordes bland annat genom nyttjandet av nationella forskningsinfrastrukturen SNIC (Swedish National Infrastructure for Computing).
– Genom att jag nu etablerar min forskargrupp vid Umeå universitet kommer vi närmare HPC2N (High Performance Computing Center North), vilket är en nationell plattform för datorberäkningar med fantastiska resurser som vi hoppas kunna använda framöver i våra strävanden att i detalj förstå membrantransport på molekylär nivå, säger Magnus Andersson.
Kimanius, D., Lindahl, E., Andersson M. Uptake dynamics in the Lactose permease (LacY) membrane protein transporter. (2018) 8:14324. Scientific Reports.
