Examensarbete i kemi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Komplexbildning mellan ett small heat shock protein, Hsp 21, och ett
modell substrat
Katja Nilsson
När celler utsätts för stress t ex hög temperatur, starkt ljus eller hög luftfuktighet, kan dess
proteiner veckla ut sig och klibba ihop sig och bilda stora klumpar (aggregat). Om detta sker
störs viktiga funktioner i cellen som då kan dö. För att förhindra att detta sker, finns det s k
stress-proteiner, ”heat shock proteins” (Hsps), som hjälper proteinerna från att aggregera. Vid
t ex hög temperatur slutar syntesen av vanliga proteiner och endast stress-proteiner tillverkas.
En särskild grupp av stress-proteiner tillhör en ”protein superfamilj”, i vilken bl a ingår αkrystallin, det protein som bygger upp ögats lins, men som även förekommer i andra
vävnader. Det har visat sig att de α-kristallin-lika Hsps motverkar oxidativ stress.
Växter utsätts mycket för stress vilket bidrar till att de innehåller särskilt mycket Hsps. En av
dem är Hsp21, som finns i växternas klorplast där fotosyntesen sker. Man har sett att växter
som innehåller mycket Hsp21 klarar stress mycket bättre än växter med normal nivå av
Hsp21. Det beror på att Hsp21 binder till andra viktiga proteiner för att förhindra att dessa ska
aggregera (Hsp21-substrat komplex).
Mitt arbete gick ut på att undersöka Hsp21:s aktiva form och se om det förekom Hsp21substrat komplex och i såfall vilken storlek de hade. Jag kunde observera två Hsp21-substrat
komplex med två olika metoder. Komplexen visade sig antingen vara små (32 kDa) eller stora
aggregat.
Det är mycket viktigt att förstå hur dessa proteiner fungerar så att man kanske i framtiden kan
styra dessa funktioner. Oxidativ stress kan hos oss människor orsaka reumatism och diabetes.
Det är av stort intresse att få en ökad förståelse för hur oxidativ stress motverkas av αkristallin-lika Hsps. I framtiden kan detta kanske leda till att läkemedel tas fram för att bota
dessa sjukdomar.
Swedish official title: Komplexbildning mellan ett small heat shock protein, Hsp 21, och ett
modell substrat
Swedish credits: 20p
E-mail address of first author: [email protected]
Supervisor: Cecilia Emanuelsson, Biochemistry
Submission date/time: 2/24/2004
Examensarbete i kemi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Complex formation between a small heat shock protein, Hsp21, and a
model substrate
Katja Nilsson
Chemistry, Biochemistry (biokemi)
Autumn 2003
Abstract in English
The large oligomeric form of small heat shock proteins (sHsp) is supposed to dissociate into
smaller species, making the interaction to a substrate protein possible. In the chloroplasts of
green plants there is a special sHsp, Hsp21, composed of 12 subunits with a molecular mass
of 21 kDa each. Hsp21 acts as a molecular chaperone in preventing unfold proteins from
irreversible aggregation upon environmental stress as, elevated temperature, oxidation, light
or humidity. The aim of this study was to demonstrate the presence of, and develop a
preparation procedure for the proposed complex between Hsp21 and the model substrate,
citrate synthase. By using size exclusion chromatography and native electrophoresis at
elevated temperatures, presence of small (32 kDa) Hsp21-CS complexes was observed at 43
ºC. Large complexes consisting of several Hsp21 and CS are also detected at elevated
temperatures using the native electrophoresis. This reveals Hsp21 as a temperature-dependent
chaperone.
