​Okänt enzym från Svandammen bryter ner SAM-molekyler

Pressmeddelande
15 februari 2021

Vad döljer sig i Svandammens grumliga vatten? Bland mycket annat finns bakteriofager vars gener bjuder på många överraskningar. I en ny artikel som publiceras i tidskriften eLife visar forskare vid Uppsala universitet på vilket sätt som ett hittills outforskat enzym, Svi3-3, från en bakteriofag isolerad i Svandammen i centrala Uppsala, kan bryta ned den viktiga SAM-molekylen.

– Det är otroligt spännande att få utforska ett system där vi vet så lite från början. Den här detaljerade kunskapen om SAM-lyaset ger oss ledtrådar till ett av fagers försvarssystem som ännu är ganska outforskat, säger Maria Selmer, professor vid institutionen för cell- och molekylärbiologi vid Uppsala universitet

Bakteriofager är virus som infekterar bakterier. I likhet med vissa virus som infekterar människor utvecklas de snabbt och kan därmed undkomma bakteriens försvar. Just därför är det svårt att förutsäga funktion och egenskaper hos de proteiner som produceras av bakteriofager. Bakteriers och fagers respektive försvarssystem bjuder på många överraskningar, exempelvis är gensaxen CRISPR-Cas ursprungligen ett bakteriellt försvarssystem. Ett bakteriofag-enzym som bryter ned molekylen SAM upptäcktes på 1960-talet, men först nu har ett enzym i denna familj karakteriserats i detalj.

I artikeln som nu publiceras i tidskriften eLife visar Maria Selmers forskargrupp hur enzymet Svi3-3 bryter ned SAM-molekylen och med vilken mekanism detta sker. Med hjälp av kristallografi – en metod där man strukturbestämmer proteiner, datorsimuleringar, biokemi och mikrobiologi visar forskarna exakt hur den kemiska reaktionen går till.

– Vi har motbevisat en teori från 1960-talet, och med hjälp av den första strukturen av ett enzym med denna funktion visat att SAM klyvs när molekylen reagerar med sig själv istället för när den reagerar med vatten. Dessutom är strukturen fantastiskt vacker, och vad vi vet den första proteinstrukturen från Svandammen.

Studien har gjorts av professor Maria Selmers forskargrupp i samarbete med bland andra Johan Åqvist, professor i teoretisk kemi och Dan I. Andersson, professor i medicinsk bakteriologi, båda vid Uppsala universitet.

– Det vi lärt oss kan komma till nytta i fortsatta studier av kampen mellan bakteriofager och bakterier, men också för att manipulera nivåerna av SAM-molekylen i andra levande organismer, säger Maria Selmer.

Referens: Guo X et al., (2021);  Structure and mechanism of a phage-encoded SAM lyase revises catalytic function of enzyme family, eLife 10:e61818. doi: 10.7554/eLife.61818; https://elifesciences.org/articles/61818 

För mer information kontakta:

Maria Selmer, professor vid institutionen för cell- och molekylärbiologi vid Uppsala universitet tel: 018-471 41 77, 070-167 97 61, e-post: maria.selmer@icm.uu.se

Bilder för nedladdning:
Det SAM-klyvande enzymet Svi3-3. Det SAM-klyvande enzymet Svi3-3 Professor Maria Selmer, vid institutionen för cell- och molekylärbiologi vid Uppsala universitet.