Aarhus-forskere vrister de sidste hemmeligheder ud af nobelpris-opdagelse

Forskere fra Aarhus Universitet beskriver i en artikel i Sciencexpress detaljerne i den natriumbundne tilstand af natrium-kaliumpumpen, som blev opdaget af Jens Christian Skou i 1957. Han modtog i 1997 nobelprisen i kemi for opdagelsen.

Maria Nyblom, Hanne Poulsen og Pontus Gourdon fra Pumpkin fra Centre for Membrane Pumps in Cells and Disease har kortlagt krystalstrukturen af den natriumbundne tilstand med en opløsning på 4,3 Ångstrøm. I artiklen beskriver de mere indgående, hvordan denne struktur adskiller sig fra strukturen af den kaliumbundne tilstand blev beskrevet i 2007 i den såkaldte alfa-subunit.

»Vi forstår i dag, hvordan pumpen fungerer som en 'molekylær nanomaskine', og vi kan se, hvordan den bliver påvirket af mutationer, der medfører defekte pumper,« skriver Aarhus Universitet i en pressemeddelelse.

Natrium-kaliumpumpen findes i alle kroppens celler, hvor den sørger for, at ionbalancen er optimal. Omkring en fjerdedel af kroppens brændstof, det såkaldte ATP, går til at holde pumpen kørende. I hjernen er det endda helt op mod 70 pct. Den pumper to kalium-ioner ind i cellen og tre natrium-ioner ud ad cellen ved hjælp af energien fra et ATP-molekyle.

Hvis pumpen er defekt i hjerneceller, giver det svære neurologiske sygdomme som migræne med aura, spastiske muskelkramper eller halvsidig lammelse. Viden om pumpen er derfor afgørende for, at lægevidenskaben kan forstå de sygdomsmekanismer, der er forbundet med fejl i pumpen.

Emner : Kemi
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Jeg følger i den grad med i hvad der sker på den front. Det er virkelig spændende, og den forskning som er i gang lige nu, kan med stor sandsynlighed føre til bedre medicin til eksempelvis hjertepatienter. Dejligt at danske forskere bliver så synlige med så vigtig forskning!

  • 2
  • 0

Afsnittet på Science's hjemmeside hedder Sciencexpress men journalen artiklen er i, er Science. Mindre detalje. Men tillykke til Aarhus!

  • 0
  • 0

Man må betragte pumpen, som et meget hurtigt arbejdende molekyle, der udfører cirka 200 "pumpeslag" i sekundet. Pumpen fungerer i en cyklus (svarende til et pumpeslag) af talrige reversible delprocesser, der vedrører binding/frigørelse af ioner på henholdsvis indersiden (slippe K+, binde Na+) og ydersiden (slippe Na+, binde K+) af membranen, samt phosphorylering og dephosphorylering af pumpen. Da delprocesserne er reversible, vil der i øvrigt også principielt være tilfælde, hvor pumpen går baglæns, men under fysiologiske betingelser vil der være en meget høj ATP-til-ADP ratio (ca. 2000) og den baglæns cyklus vil derfor være stærkt hæmmet i det trin, hvor pumpens phosphoryleres fra ATP (som i stedet skulle føre til ATP syntese fra ADP). Når pumpen undersøges elektrofysiologisk (i ægceller af frøen Xenopus laevis), kan man måle en strøm i størrelsesorden 50-100 nA, afhængig af membranpotentialet (som typisk er omkring -70 mV for celler i kroppen) og ekspressionsniveauet af pumpen i ægcellemembranen. Denne strøm hidrører fra pumpens arbejde, som for hver cyklus pumper tre Na+ ioner ud af cellen og to K+ ioner ind i cellen, altså samlet set en positiv elementarladning ud af cellen pr. pumpemolekyle pr. cyklus. Jep til Morten - ScienceExpress er online fast-track sektionen af Science, som prioriteres til de tilfælde, hvor man er interesseret i at materialet offentliggøres hurtigt. Artiklen vil senere udkomme i normal trykt udgave af Science (se nedenfor som artiklen pt. figurerer som reference - senere vil den optræde med "volume" og sidetal i en regulær udgave af Science) Tak til Kamilla - det er bestemt blevet aktuelt at kigge nærmere på natrium-kaliumpumpen i forbindelse med hjertesygdom (digitalispræparater som digoxin rammer netop pumpens funktion) og nu også forhøjet blodtryk og neurologiske sygdomme.

Crystal Structure of Na+, K+-ATPase in the Na+-Bound State. Nyblom M, Poulsen H, Gourdon P, Reinhard L, Andersson M, Lindahl E, Fedosova N, Nissen P. Science. 2013 Sep 19. [Epub ahead of print] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24051246

  • 2
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten