Att kunna upprätthålla rätt pH och natriumhalt i cellerna är en fundamental process i de flesta levande organismer. Transportprotein, eller ”jonpumpar” används för att transportera joner genom cellmembran och på så sätt kan pH- och natriumbalansen inuti cellen upprätthållas och finjusteras. Detta gör att cellen får rätt pH, natriumhalt och cellstorlek. Felaktigheter i dessa jonpumpar kan kopplas till många sjukdomar, t.ex. cancer, högt blodtryck, hjärtfel, diabetes och epilepsi.

David Drew och hans kollegor har nu, genom att använda kryoelektronmikroskopi, lyckats få fram den tredimensionella strukturen av en av dessa pumpar, en natrium/väte-pump vid namn NHE9.   

”Genom att ta reda på den tredimensionella strukturen av jonpumpen NHE9 kan vi bättre förstå hur joner transporteras genom cellulära membran”, säger David Drew som leder studien vid Stockholms universitet. ”Transporten verkar fungera lite som en hiss som laddar, förflyttar och lämnar över jonerna på andra sidan av membranet”.

 

Struktur av NHE9
Struktur av NHE9. Bild: DBB

Lämplig kandidat för läkemedel

Cancerceller har en onormalt hög metabolism, samt även en ökad mängd av natrium/väte-pumpar i sina membran. De extra jonpumparna används för att kompensera för en typ av surgörande ämnesomsättning, som cancerceller gärna använder för extra energi. Ett sätt att hämma dessa cancercellers tillväxt skulle därför kunna vara att förhindra eller blockera dessa pumpar. Det skulle ge cancern svårigheter att spridas och utvecklas vidare. Pumparna skulle därför lämpa sig väl, som kandidater att sikta in sig på vid utveckling av läkemedel mot cancer.

Det har tidigare varit svårt att få en bild av hur dessa pumpar ser ut och är uppbyggda.  

”Transportprotein är väldigt rörliga, så därför är det svårt att bestämma hur de ser ut”, förklarar Iven Winkelmann som är doktorand i projektet. “Vi är glada att äntligen få en bild av hur NHE9 ser ut efter så många år av intensivt arbete. Vårt arbete är ett riktigt lagarbete och det är härligt att vi nu tillsammans kan bidra med denna kunskap.”

 

Samarbete

Arbetet är ett samarbete mellan Stockholms universitet, Karolinska Institutet, Oxford University och Arizona State University med anslag från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse och the European Research Council (ERC) Consolidator grant EXCHANGE till David Drew vid Stockholms universitet. Artikeln "Structure and elevator mechanism of the mammalian sodium/proton exchanger NHE9” är publicerad i den vetenskapliga tidskriften EMBO Journal den 29 oktober 2020. .

DOI:10.15252/embj.2020105908 https://www.embopress.org/doi/10.15252/embj.2020105908