• Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn

Källa: Nobel Media AB 2018.

 

Igår annonserades årets Nobelpris i kemi. Jättespännande tycker vi på Unga Forskare! För att bena ut begreppen och lära oss mer om enzymer och fagdisplay har vi tagit hjälp av vår medlem Alexandra Polyakova, som pluggar kemi vid Göteborgs universitet och är engagerad inom vår verksamhet Stockholm International Youth Science Seminar (SIYSS). Alexandra är alltså helt rätt person för att berätta om årets Nobelpris i kemi, så att vi alla hänger med i svängarna.

Text: Alexandra Polyakova

 

I onsdags var det äntligen dags för Nobelpriset i kemi! Årets pristagare blev Frances H. Arnold (som dessutom blir femte kvinnan att få Nobelpris i kemi), George P. Smith och Sir Gregory P. Winter.

Frances H. Arnold får ena halvan av priset för riktad evolution av enzymer. Enzymer är proteiner som agerar som kroppens katalysatorer. En katalysator är ett ämne som snabbar upp en kemisk reaktion som annars skulle gå mycket långsamt eller inte alls. I princip alla biokemiska reaktioner som får din kropp att fungera styrs av enzymer. Exempelvis bryter de ner näringsämnena i maten du äter och kopierar din arvsmassa när cellerna ska dela sig.

Visst vore det fantastiskt om vi kunde använda naturens verktyg till vår fördel? För enzymerna i kroppen har det tagit miljontals år av naturlig evolution för att utvecklas till de effektiva katalysatorer de är idag … men Frances Arnold har listat ut hur det kan göras på några dagar i laboratoriet – genom riktad evolution.

Metoden härmar naturlig evolution – man utgår från en grupp enzymer, framkallar en uppsjö mutationer, väljer ut dem som fått förbättrade egenskaper av mutationerna och upprepar cykeln tills man utvecklat ett enzym med en ny funktion. På så sätt har man tillverkat effektiva och miljövänliga katalysatorer för bland annat tillverkning av biobränslen och läkemedel. Till vardags kanske du använder tvättmedel som innehåller enzymer?

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn

Figur 1. Riktad evolution av enzymer. Illustration: Alexandra Polyakova

 

Den andra halvan av priset tilldelas George P. Smith, och Sir Gregory P. Winter för fagdisplay av peptider och antikroppar.

Fagdisplay? En bakteriofag (förkortat ”fag”) är ett virus, bestående av en DNA inuti en proteinkapsel, som infekterar bakterieceller. Infekterade bakterien styrs av virusets DNA och tillverkar nya kopior av viruset. George Smith insåg att detta kan användas för att ta reda på den okända genetiska koden för peptider (små proteiner helt enkelt). Genom att infektera bakterieceller med modifierat fag-DNA, innehållande olika genetiska koder, kan man tillverka en blandning av fager med olika peptider (motsvarande den genetiska koden) på ytan. Därefter använder man antikroppar som binder till peptiden man är intresserad av för att ”fiska ut” de rätta fagerna från blandningen. I deras arvsmassa kan man avläsa koden för peptiden.

Antikroppar används av immunförsvaret för att känna igen inkräktare i kroppen – bakterier, virus eller parasiter. Gregory Winter ville tillverka läkemedel som liknar antikroppar och använde därför en variant av fagdisplay. Man utgår från en blandning av fager med varierande antikroppar på ytan. Den molekyl (ofta protein) som läkemedlet ska verka på används för att fiska ut de bästa antikropparna. Därefter modifieras blandningen och urvalscykeln upprepas tills man tillverkat ett verksamt läkemedel. Idag används antikroppar bland annat som medicin mot reumatoid artrit (ledinflammation),  psoriasis (autoimmun sjukdom som ger utslag på kroppen) och metastas (cancer som sprider sig till flera organ).

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn

Figur 2. Fagdisplay av peptider och antikroppar. Illustration: Alexandra Polyakova

 

Årets Nobelpris visar på en av anledningarna till att jag är så förtjust i kemi – det är så mångsidigt! Vi kan studera den fantastiska biokemin i levande organismer och härma den för att utveckla sinnrika uppfinningar. Kemi kan ge oss bättre läkemedel som räddar liv, bränslen som bidrar till att vårt samhälle blir mer hållbart eller till och med underlätta tvätten av våra kläder i vardagen.

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn

Alexandra Polyakova. Bilden är från en laboration på Göteborgs universitet.