Dödliga protein-lipidkomplex styr cellens öde

Oxidativ stress i celler är en av de starkaste stimulis för att trigga programmerad celldöd. Ofta betraktas lipider och biomembran enbart som byggstenar, men de kan i själva verket väsentligt påverka starten av programmerad celldöd och aktiviteten hos celldödsverkställande proteiner. Detta visade Artur Dingeldein i sin avhandling som han försvarade vid Umeå universitet den 1 juni.

Programmerad celldöd, apoptos, är en av de viktigaste fysiologiska processerna hos människor och alla andra flercelliga organismer. Apoptos är nödvändig för att upprätthålla en frisk population av celler i en organism och för att ta bort skadade och potentiellt skadliga celler. Det är ingen överraskning att problem och funktionsfel i en så viktig process leder till allvarliga sjukdomar som flera typer av cancer och olika neurodegenerativa sjukdomar. Programmerad celldöd regleras av Bcl-2-proteiner och ”beslutet” om cellens öde sker genom deras interaktion på ytan av mitokondriens yttre membran.

Biomembraner som består av lipider har under lång tid betraktats som enkla byggstenar i organismer, medan deras mekaniska betydelse har upptäckts först under senare år. Apoptos är ett utmärkt exempel på det reglerande samspelet mellan proteiner och lipider och den mekaniska betydelsen av de senare.

Artur Dingeldein studerade flera membranmodellsystem som simulerar olika grader av oxidativ cellulär stress genom att tillämpa differentialskanningskalorimetri, fluorescensspektroskopi och fast-fas kärnmagnetresonansspektroskopi. De experimentella studierna gav en detaljerad bild av hur oxidativt stressade membran kan påverka proteinernas apoptotiska aktivitet.

- Förändringarna i proteinernas aktivitet är övervägande modulerade av ändringar i membranorganisation och lipiddynamik som både kan underlätta och dämpa proteininteraktioner, säger Artur Dingeldein.

Genom att ge en detaljerad karaktärisering på makroskopisk nivå såväl som atomnivå i sin avhandling framgår det att för att få en fullständig förståelse av mekanismen kring programmerad celldöd kan lipider och biomembran inte förbises och deras interaktioner med Bcl-2-proteiner måste ingå i en fullständig beskrivning av denna process.

Källa: Umeå universitet

Läs hela avhandlingen

Om disputationen:

Fredagen den 1 juni försvarade Artur Dingeldein, Kemiska institutionen, Umeå universitet, sin avhandling med titeln “Bax and oxidized phospholipids – a deadly complex: Apoptotic protein-lipid assemblies studied by MAS NMR spectroscopy”. Svensk titel: ”Bax och oxiderat fosfolipider – en dödlig kombination: Apoptotiska protein-lipidkomplex granskat med MAS NMR spektroskopi.”