Towards Ca2+ Responsive Reticular Materials. An Evaluation of Suitable Conditions for Self-Assembly of the Protein S100G

Abstract: Att bygga material av proteiner är en konst som våra kroppar är specialister på. Men när vi medvetet försöker designa proteinmaterial, så blir det tydligt hur komplexa och svårstyrda biofysikens lagar är. Det här examensarbetet har som mål att lägga grunden för ett proteinmaterial som kan skapas eller dissociera som respons på förändrad Ca2+-koncentration. Om ett sådant material kan framställas med ordnad struktur, så är det möjligt att det kan absorbera specifika molekyler, såsom ett läkemedel, och sedan släppa lös detta på en given signal. Byggstenarna som används i det här projektet är ett Ca2+-transporterande protein i våra kroppar, kallat S100G. För att förstå hur detta protein lämpligt kan forma strukturer så ägnar projektet sig till största del åt att undersöka vid vilka förhållanden som aggregering sker, och för vilka mutationer av S100G som detta händer mest. Experiment med native gel elektrofores och storleksseparationskromatografi visar att S100G, med en extra länk med nio prolineresiduer mellan sina subdomäner (EF-händer), bildade tre oligomera strukturer, förutom monomerer. Aggregaten var stabila och endast svagt beroende av förhållanden såsom pH, jonisk styrka och temperatur (i icke-extrema intervaller). Däremot var det nödvändigt med tillräckligt hög Ca2+-koncentration för att mätta proteinerna. I slutet av projektet användes en proteinvariant från en annan del av uppreningsprocessen, och dessa resultat verkar ännu mer lovande då de indikerar att dessa proteiner bildade aggregat med cirka 15 gånger så stor radie som monomererna.