Forskningsprojekt i Westenhoffs grupp

Vi är en multidisciplinär forskningsgrupp inom dynamisk strukturbiologi. Vi använder oss av tidsupplöst kristallografi, enpartikelkryo-EM (EM = elektronmikroskopi), spektroskopi och datorsimuleringar för att studera dynamik och struktur hos enzymer under den katalytiska processen.

Fotoaktiva proteiner

En av de viktigaste miljöfaktorerna för levande organismer är ljus. Växter, svampar och bakterier känner av och reagerar på olika ljusförhållanden i sin omgivning med hjälp av olika sorters fotoreceptorer. Dessa fotoaktiva proteiner har många biologiska funktioner och genom att öka förståelsen för hur de fungerar hoppas vi kunna bidra till utveckling och optimering av nya användingsområden.

Det finns flera klasser av fotoreceptorer. Just nu arbetar vi med fytokrom som känner av rött ljus och som har olika funktioner beroende på organism. Till exempel har det i växter visat sig spela en viktig roll för frögroning och tillväxt. Vi studerar också det DNA-reparerande enzymet fotolyas. Detta enzym aktiveras av nära UV/blått ljus och reparerar DNA-skador som orsakats av UV-ljus. Fotolyas finns i många olika organismer, allt från bakterier till växter och djur.

Fytokromer - fotoreceptorer

Vårt mål är att förstå den intramolekylära signaleringsmekanismen som får receptorn att gå från det aktiva upplysta tillståndet till det inaktiva icke-belysta tillståndet. Med hjälp av tidsupplöst kristallografi kan vi göra molekylära filmer som visar receptorns konfigurationsändringar. Dessa filmer kan användas för att identifiera och kartlägga rörelser hos betydelsefulla strukturella motiv i receptorn.

Vi är inte enbart intresserade av dynamiken inuti kristaller utan även i en mer naturlig miljö som speglar förhållandena inuti celler. Genom att använda oss av NMR, där experimenten utförs i lösning, kan vi validera fynden vi gör inuti kristaller och reda ut receptorns sanna dynamik.

Vår grupp har nyligen lagt till kryo-EM i vår arsenal av metoder. Kryo-EM låter oss lösa strukturer snabbt, effektivt och minskar behovet av att kristallisera proteinet först.

Fotolyas - fotoaktiverad DNA-reparation

Vi undersöker DNA-reparationsmekanismen hos fotolyas genom tidsupplöst kristallografi. Genom att generera ögonblicksbilder av processen kan vi identifiera viktiga interaktioner och undersöka mekanismerna bakom dem. Vi tror att en ökad förståelse för hur reparationsprocessen går till kommer att öppna upp möjligheterna att utveckla nya användningsområden för enzymet.