Nanoenzymology – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Forside > Forskning > Nanoenzymology

Nanoenzymology

I vores gruppe er det primære videnskabelige mål at opnå en fundamental forståelse af de parametre som grundlæggende danner basis for regulering af enzymer. Enzymer står for at regulere og opretholde en mængde vitale processer i vores celler, og selv små afvigelser i deres funktion kan resultere i en række forskellige sygdomme. De er desuden en vigtig del af industrien, hvor de blandt andet bruges til syntese af medicinske produkter og i udviklingen af mere effektive vaskemidler. Ved hjælp af den nye viden om biomolekylære systemer fra enkelt-molekyle eksperimenter, er det muligt at løfte sløret for, hvordan enzymerne i kroppen metaboliserer den medicin vi indtager, skridt for skridt. En større forståelse af, hvordan enzymerne virker, baner vejen for at designe nye medikamenter fra bunden og derved opnå mere specifikke og forbedrede funktioner.

Forskning

Til trods for deres store betydning, stammer den nuværende viden om enzymers funktion primært fra statiske billeder eller forsøg, hvor man måler på en stor mængde enzymer ad gangen. Dette gør, at man ikke opnår en forståelse for, hvor dynamisk enzymer opfører sig. Vi har derfor valgt at satse på enkelt-molekyle teknikker til at afsløre, hvordan de enkelte enzymer opfører sig og derved opnå en forståelse af de molekylære detaljer som udspiller sig under en enzymatisk reaktion, eller når kroppen skal regulere funktionen af enzymer. Ved at bruge topmoderne fluorescensmikroskopi undersøger vi de komplekse strukturelle og dynamiske processer der faciliterer enzymatisk katalyse, levetider af forskellige stadier i enzymer og hvordan enkeltmutationer eller anden indgriben i systemet kan påvirke førnævnte.

Gennem en større forståelse af, hvordan proteiner og enzymer virker, er det muligt at designe nye og forbedrede medikamenter mod en stor række sygdomme. En større viden vil desuden hjælpe i at opnå bedre og mere præcise computersimuleringer, som kan bruges til at udvikle biologiske katalysatorer til industrien.

Projects

Det primære fokus i vores laboratorie er at finde og forstå de molekylære mekanismer, som kontrollerer, hvordan enzymer og proteiner virker. Dette gøres hovedsagligt ved at forstå, hvordan struktur og funktion af proteiner hænger sammen med deres biologiske funktion. Det endelige mål er at bruge denne viden til at skabe forbedrede levevilkår for mennesker og designe nye og bedre biologiske katalysatorer. For at kunne opnå dette laver vi, ofte inspireret af naturen, eksperimenter, hvor proteinerne er i deres ”naturlige” element – hvorved en dybere forståelse af deres funktion kan opnåes. Ved at udnytte de specielle bio-teknologiske redskaber kan vi med hidtil uhørt sensitivitet, undersøge hvordan de enkelte molekyler eller proteiner opfører sig.

Ved at fokusere på et spektrum af biologiske systmer undersøger vi “personligheden” af det enkelte enzym, og hvordan dynamiske variationer udbreder sig op til biologiske fænomener. En forståelse af dette gør det muligt for os at finde sammenhænge mellem små ændringer på nanoskala i proteiner og hurtige strukturelle ændringer, som derefter kan linkes til genetiske sygdomme eller en mere ren industri (fx bedre vaskepulver).

Alle vores projekter udføres i tæt samarbejde med virksomheder (fx Novozymes), læger og biologiske laboratorier som ligeledes arbejder i grænselandet mellem kemi, biologi, medicin og klinisk biokemi.

I 2015 modtog Nikos Hatzakis det prestigefyldte ”Villum Young Investigator” legat, som er rettet mod særligt talentfulde nye forskere indenfor videnskab og teknologi, der har ambitioner om at starte deres egen uafhængige forskning. Med dette legat har vi udstyret vores laboratorium med de nyeste fluoroscensmikroskoper i super høj opløsning samt hyret nye, dygtige folk til gruppen.

For yderligere information, se den engelske side.