Forskare vid Ruhr-Universität Bochum och universitetet i Tübingen har fått nya insikter om strukturen hos mördarproteinet Bax. Proteinet inducerar programmerad celldöd, metoden genom vilken kroppen gör sig av med celler som inte längre behövs eller som patologiskt har förändrats. Eftersom Bax ständigt ändrar sin plats i cellen, dess struktur är svår att undersöka.

Teamet som leds av professor Enrica Bordignon och Dr. Stephanie Bleicken från den Bochum-baserade EPR-spektroskopiarbetsgruppen beskriver nya insikter om Bax i tidskriften Celldöd och differentiering , publicerades online den 5 september 2018. Arbetet utfördes som en del av Cluster of Excellence Ruhr Explores Solvation, eller Resolv för kort.

Celldöd är avgörande för livet

Varje sekund, cirka en miljon celler dör i kroppen som ett resultat av programmerad celldöd, även känd som apoptos. Störningar i denna mekanism kan vara livshotande, eftersom de kan utlösa cancer eller neurodegenerativa sjukdomar. En grupp proteiner, Bcl-2-proteinerna, inklusive Bax, spelar en avgörande roll i apoptos. "Dessa proteiner är svåra att studera eftersom de flyttar från den vattenhaltiga cellvätskan till mitokondriella membranet, " förklarar Stephanie Bleicken. "Den aktiva formen av det membraninbäddade proteinet, särskilt, kan bara undersökas med ett litet antal metoder. "

Mest troligt identifierad strukturell modell

Teamet använde olika spektroskopiska metoder för att undersöka Bax. De registrerade både strukturen av den membraninbäddade formen av Bax och dess interaktioner med lösningsmedlet, dvs vatten eller lipider. Forskarna jämförde sedan dessa data med tidigare publicerad information om proteinets topologi och undersökte vilka resultat som var kompatibla med varandra. "Vi utvärderade alla befintliga strukturella modeller och identifierade den mest troliga topologimodellen för den aktiva strukturen av Bax i membranet, " sammanfattar Enrica Bordignon.

För att framkalla apoptos, Bax skapar ett hål i mitokondriernas membran, som representerar cellernas kraftverk. Forskarna från Bochum hoppas också kunna använda andra metoder för att undersöka proteinet direkt på membranet hos isolerade mitokondrier. Dessutom, de vill analysera interaktionen mellan Bax och de omgivande vattenmolekylerna vid temperaturer som de som finns i kroppen mer i detalj; Enrica Bordignons grupp har utvecklat nödvändiga metoder för detta som en del av Resolv.