Forskar om hur proteiner reagerar på ljus
I cellen är det specialiserade proteiner, fotoreceptorer, som ger bakterier, växter och djur förmågan att uppfatta ljus. Fotoreceptorernas förmåga att svara på ljus studeras nu i en ny doktorsavhandling från Göteborgs universitet.
–Vi har studerat flera olika typer av fotoreceptorer och vår forskning visar att det finns likheter, men också skillnader, i hur de svarar på ljus, säger Oskar Berntsson på institutionen för kemi och molekylärbiologi vid Göteborgs universitet.
Större förändringar hos vissa fotoreceptorer
För att kunna studera dynamiken i fotoreceptorerna när de tar upp ljus, har Oskar Berntsson och hans forskarkollegor använt olika metoder baserade på röntgenstrålning samt datorsimuleringar.
– Det har gett oss en detaljerad bild av hur strukturen hos olika fotoreceptorer förändras när de tar upp ljus. Vi har bland annat sett hur en receptor för rött ljus och en receptor för blått ljus faktiskt genomgår väldigt lika strukturförändringar, men i det ena fallet är förändringarna ungefär tio gånger så stora.
Rörliga och inte statiska
Strukturbiologi fokuserar på att karakterisera proteiners tredimensionella struktur och det är viktig kunskap eftersom proteiners struktur är tätt sammanlänkad med deras funktion. Med hjälp av strukturbiologi kan forskarna därför till exempel studera hur proteiner reagerar på ljusstrålning.
–Ju mer vi lär oss om hur proteiner fungerar, desto mer kan vi också förstå vad det är som går fel, till exempel vid olika sjukdomstillstånd. Vi har blivit vana vid att se proteiners struktur som något statiskt, men i verkligheten är strukturen väldigt dynamisk och olika delar av proteinet måste röra på sig för att det ska kunna utföra sin funktion.
Struktur sammanlänkad med funktion
Oskar Berntsson gör en jämförelse med en cykel i hur proteiners struktur är sammanlänkad med funktionen.
– Om man tittar på en stillastående cykel kan man kanske gissa sig till hur den fungerar, men det är först när man observerar den i rörelse som man ser hur allting verkligen hänger ihop. Det är först då man också ser att det ju behövs en människa för att den ska fungera och röra sig framåt.
Forskarna har också upptäckt att vissa av fotoreceptorerna inte förändrar sin struktur förrän ganska lång tid efter att de absorberat ljus, medan andra fotoreceptorer svarar direkt.
– I slutändan kommer sådan här forskning att hjälpa oss förstå hur ljus påverkar växters växtsätt, och de molekylära detaljerna bakom olika organismers dygnsrytm, säger Oskar Berntsson.
Avhandlingens titel: Signal Transduction in Photoreceptor Proteins - Insights from Time-Resolved X-ray Solution Scattering
Handledare: Sebastian Westenhoff
Platser där forskningen har bedrivits: Förutom i Göteborg också vid synkrotronljusanläggningar runt om i världen (Frankrike, Schweiz, USA).
Kontakt:
Oskar Berntsson, institutionen för kemi och molekylärbiologi, Göteborgs universitet, mobil: 0706-30 53 89, e-post: oskar.berntsson@gu.se
Foto: Oskar Berntsson, i labbmiljö och porträtt.