Lunds universitet firar 350 år. Läs mer på lu.se

Meny

Javascript verkar inte påslaget? - Vissa delar av Lunds universitets webbplats fungerar inte optimalt utan javascript, kontrollera din webbläsares inställningar.
Du är här

Livets pigment: om de viktiga hemmolekylerna

Hem, liksom klorofyll och vitamin B12, är metallinnehållande organiska föreningar. Dessa föreningar tillhör en grupp tetrapyrrolföreningar som ibland kallas för livets pigment då de är starkt färgade och krävs för fundamentala livsprocesser som cellandning (cellrespiration) och fotosyntes. Hem består av en porfyrinmolekyl (en cyklisk tetrapyrrol) till vars mitt en järnjon är bunden. Att blod är rött beror på dess höga innehåll av hem. Hem utgör funktionell (prostetisk) grupp i hemoglobin som har som huvudsaklig funktion att transportera gaser, syre ut till vävnaderna och koldioxid till lungorna. Andra biologiskt mycket betydelsefulla heminnehållande proteiner är cytokromer, som fömedlar elektrontransport vid cellandningen, och oxygenaser, som krävs bland annat för syntes av biologiskt viktiga molekyler och för avgiftningsreaktioner.

Det finns flera olika strukturella varianter av hem. Hem B (protohem IX) är den vanligast förkommande typen och finns i till exempel hemoglobin och de flesta cytokromer. Hem A och hem D bildas från hem B och finns bara i så kallade respiratoriska oxidaser (cytokrom a respektive bd), enzymer som krävs för att organismer vid cellandningen skall kunna utvinna energi ur näringsämnen med hjälp av luftens syre. Hem är inte vattenlösligt och är, trots att det är nödvändigt för de flesta varelsers överlevnad, mycket giftigt. Därför måste halten av hem i celler noga styras. Det finns troligen särskilda system för att transportera hem inuti celler (hemopexin har en sådan funktion i blod), men de har ännu inte identifierats.

Några målsättningar med vår forskning är att nå en djupgående förståelse av hur hem transporteras i celler och hur det slutligen funktionellt sätts in i proteiner.

En annan målsättning är att bättre förstå hur höljet till bakteriella endosporer syntetiseras. Vissa bakterier, till exempel de som tillhör släktena Bacillus och Clostridium, kan utveckla ett vilostadium, enendospor, när betingelserna för tillväxt blir dåliga. När tillväxtbetingelserna blir goda kan endosporen omvandlas till bakterieformen (den vegetativa formen). Endosporer kan bestå i tusentals år och är mycket motståndskraftiga mot värme, kemikalier, uttorkning och strålning. Bildningen av en endospor är en typ av celldifferentiering. Celldifferentiering innebär att celler blir funktionellt specialiserade. Styrningen av den celldifferentiering som leder till bildning av en endospor är mycket komplicerad. Vår forskning är koncentrerad på att förstå de biokemiska processer som sker i utrymmet mellan de två membranerna i den blivande endosporen.

Som försöksorganismer använder vi främst bakterierna Bacillus subtilis och Enterococcus faecalis. B. subtilis finns i jord och på växtlighet. Denna bakterie är ofarlig för växter, djur och människor. Den utsöndrar många proteiner och tillsammans med andra arter av släktet Bacillus är den industriellt viktig. E. faecalis, som normalt finns i tarmen människor och djur, kan särskilt hos försvagade personer orsaka svåra infektioner i till exempel sår och urinvägar.

Resultaten av vårt forskningsprogram ger ökad kunskap om grundläggande livsprocesser som förekommer i många celler. Detaljerad förståelse av sjukdomsalstrande bakterier såsom E. faecalis och av hemomsättningen ger bättre möjligheter till att förhindra och behandla sjukdomstillstånd och till att framställa nya typer av läkemedel. God förståelse av bakteriers fysiologi krävs också inom den biotekniska industrin för att på bästa sätt kunna utnyttja dem till exempel vid produktion av komplexa proteiner.

Sidansvarig:

Kontakt

Lars Hederstedt
Professor
Molekylär cellbiologi

Telefon: 046-222 86 22
E-post: Lars [dot] Hederstedt [at] biol [dot] lu [dot] se