Gustav Vaaje-Kolstad

Hanne Israelsen

Gustav Vaaje-Kolstad har sett på nedbryting av kitin ved bruk av bakterien Serratia marcescens.

Gustav Vaaje-Kolstad Foto: UMB

Jeg heter Gustav Vaaje-Kolstad og har de siste fire årene jobbet i PEP-gruppen (Protein Engineering and Proteomics) forsket på hvordan bakterien Serratia marcescens bryter ned kitin.

Kitin er et uløselig polysakkarid bestående av N-acetylglukosamin som benyttes av en rekke organismer i dyreriket for å oppnå et sterkt og bestandig ytre skjelett (for eksempel insekter og skalldyr) eller cellevegg (for eksempel sopp).

Hemmeren HM508 bundet til det aktive setet til kitinase B fra Foto: Gustav Kolstad

Når kitinholdige organismer dør, etterlater de kitin som er relativt tungt nedbrytbart på grunn av den bestandige egenskapen til kitin. Allikevel ser man sjelden at det hoper seg opp med kitinholdige materiale i naturen. Dette kommer av at det eksisterer mikroorganismer (bakterier og sopp) som besitter effektive systemer for nedbrytning av kitin. En av bakteriene som disponerer et effektivt system for kitinnedbrytning er jordbakterien Serratia marcescens. Når denne bakterien bryter ned kitin benytter den i hovedsak fem proteiner; tre kitinaser (enzymer som spalter kitin kjeden), en heksosaminidase (enzymer som spalter kitinfragmenter til grunnsukkeret, N-acetylglukosamin) og et kitinbindene protein som hittil er lite karakterisert.

Det kitinbindene proteinet CBP21. Foto: Gustav Kolstad

Mitt arbeid har fokusert på karakterisering av reaksjonsmekanismen til kitinasene ved strukturanalyser av kitinase B (ChiB), samt å finne funksjonen til det kitinbindene proteinet (CBP21). Arbeidet med kitinase B (ChiB) har gitt innsikt i hvordan spesifikke ledd av katalysen fungerer. Et viktig verktøy i denne sammenheng har vært å undersøke hvordan enzymet binder hemmere. Dette har gitt innsikt i katalysen, samt gitt ideer til hvordan man kan videreutvikle hemmermolekylene til å gi bedre hemming. Hemmere av kitinaser er interessante da de kan benyttes til å forhindre vekst av organismer som er avhengige av kitinaser i livssyklusen, f.eks. skadedyr som insekter og sopp, samt sykdomskapende parasitter som Plasmodium (forårsaker malaria) og Leishmania (forårsaker sovesyke). I tillegg til studier av den katalytiske mekanismen, hadde prosjektet som mål å finne funksjonen til det kitinbindene proteinet CBP21. Funksjonen til CBP21 ble gradvis oppdaget ved hjelp av metoder som røntgen-krystallografi, elektronmikroskopiering og analyser av enzymatisk kitinnedbrytning med og uten CBP21 til stede. Ved kombinasjon av resultater fra metodene nevnt over åpenbarte det seg at rollen til CBP21 var å løsne den krystallinske strukturen til kitin slik at kitinasene fikk lettere tilgang til substratet og dermed kunne bryte ned kitinen med atskillig høyre effektivitet enn uten CBP21 tilstede. Det viste seg også at funksjonen til CBP21 var sterkt avhengig av et konservert område på overflaten av proteinet. Utbyttinger av disse residuene medførte fullstendig tap av proteinets funksjonalitet. Oppdagelsen av hvilken rolle CBP21 spiller i nedbrytning av kitin ga en sterk motivasjon til å jobbe videre med denne typen proteiner. Egenskapen de har til å øke effektiviteten til kitinasene kan være av stor verdi for f.eks. bekjempelse av kitinholdige skadedyr, og bør legge grunnlaget for mye interessant videre forskning, både i et grunnforskningsmessig og anvendt perspektiv.

Oppdatert: 06.06.05
Utskriftsvennlig versjon : Arkiv : Tips en venn