.to.teamasea.com


tekststykkerne er samlet d. 25 september 2013

Danske forskere rydder forsiden af Nature (side 2)

fra: Ingeniøren udgives af Mediehuset Ingeniøren A/S. Powered by Drupal.

Professor Poul Nissen fra Aarhus Universitet har som den første i verden hele tre artikler i samme udgave af Nature. Arbejdet afslører, hvordan cellernes ionpumper fungerer og ser ud.

Af Mads Nyvold 13. dec 2007 kl. 10:26
Månedens udgave af et klodens mest ansete videnskabelige tidsskrifter minder nærmest om en tryksag fra Aarhus Universitet. Årsag: Som den første i verden har professor og centerleder Poul Nissen sammen med post-doc J. Preben Morth hele tre artikler i Nature på én gang. Og så naturligvis også forsiden.

»Det er en meget stor international anerkendelse, som vil give genlyd over hele verden inden for vores yderst kompetetive forskning.
******
Fortsættelsen:

Forstørrelse på 250.000 gange
»Når man tænker på, at der skal en forstørrelse på 250.000 gange til, for at man på et elektronmikroskopisk billede af en cellemembran kan se pumpen som en lille prik, er det utroligt, at man nu ved hjælp af krystallisation af pumpemolekylerne og efterfølgende røntgenkrystallografi kan få et billede af pumpens molekylære struktur, og at man derved har fået en mulighed for at se, hvordan pumpen er i stand til at transportere ioner,« udtaler Jens Chr. Skou til Aarhus Universitet.

Ionpumper opretholder essentielle forskelle i cellernes indre og ydre miljø og giver energi til alle signal- og transportprocesser i kroppen såsom nerveimpulser og nyrernes saltudskillelse. I planter og svampe danner de tillige grundlaget for optagelse af næringsstoffer.

Resultaterne, som forklarer og afdækker hidtil ukendte sider af pumpernes måde at virke på, kan bl.a. bruges til udvikling af helt nye typer medicin til behandling af hjerte-karsygdomme, kræft og infektionssygdomme. Desuden kan resultaterne danne basis for udvikling af ny nanoteknologi og kulturplanter med større salttolerance.

»Disse artikler er et resultat af flere års samarbejde. Samtidig er det frugten af en særlig indsats i Danmark på dette område gennem årtier - vi har så at sige fat i noget af arvesølvet af dansk forskning,« fastslår Poul Nissen.

Selve Nature-præstationen bliver ikke mindre af, at det var tidsskriftet selv, som ringede og opfordrede de århusianske forskere til at skrive om deres arbejde.

Sætter strøm til cellerne
Den første artikel trykt i Nature beskriver strukturen af natrium-kalium pumpen, som består af tre proteinkæder. Pumpen er af afgørende betydning for celler i alle dyrearter - fra den simpleste fladorm til menneske fungerer natrium-kaliumpumpen som generatoren, der sætter strøm på cellerne. Ikke mindre end en fjerdedel af vores energi bruges til at drive denne pumpes aktivitet.

Forskerholdet har undersøgt pumpen i sin kalium-bindende tilstand, og et særdeles overraskende fund har været, at dens såkaldte hale er bundet i en dyb lomme mellem to af proteinkæderne. Ved at undersøge en muteret form af natrium-kalium pumpen, hvor denne hale er klippet af, har forskerne påvist, at den er meget vigtig for regulering af pumpefunktionen. En række medicinske præparater til behandling af bl.a. hjertesvigt og hjerteflimren påvirker natrium-kalium pumpen, og de er også i forskernes søgelys.

Nye stoffer mod kræftceller
Den anden artikel bringer de sidste og afgørende strukturen for at forstå kalciumpumpens funktion, mens den transporterer kalcium.

Processen er yderst væsentlig, da eksempelvis muskelceller styres ved, at kalcium-ioner lukkes ud omkring muskeltrådene i muskelcellen fra et indre celledepot for kalcium, hvortil de igen pumpes tilbage af kalciumpumpen, når musklen skal slappe af.

Kalciumpumpen har stor medicinsk interesse, da en hæmning af dens funktion udløser programmeret celledød - en celle kan ganske enkelt ikke overleve, hvis kalciumpumpens kontrol af kalcium-koncentration mistes.

Resultaterne kan derfor finde anvendelse til udvikling af nye stoffer, som kan bekæmpe kræftceller eller virke som antibiotika mod sygdomsfremkaldende bakterier

Et nanokraftværk
I den sidste artikel beskriver forskerholdet, hvordan protonpumper i planter danner en spænding på omkring en fjerdel Volt over en cellemembran. Spændingen lyder godt nok ikke af meget, men er særdeles kraftigt på celleniveau og at sidestille med et nanokraftværk.

Protonpumpen spiller samme rolle hos planter og svampe, som natrium-kaliumpumpen gør hos dyr - det vil sige som cellens generator af spænding og strøm. Det er den energikilde, som planter bruger til at optage næringsstoffer med og anvender til en lang række kontrolprocesser såsom at åbne og lukke for luftadgangen til fotosyntesen.

Protonpumpen er derfor livsnødvendig for deres overlevelse, og resultaterne har ikke blot stor grundvidenskabelig betydning, men kan med tiden danne grundlag for udvikling af eksempelvis kulturplanter, der kan tåle saltvand, samt for ny medicin mod blandt andet svampeinfektioner.

***

Danske forskere har banebrydende nyt om livsvigtigt enzym
18. august 2013 kl. 03:55
I årevis har forskere været klar over, at det både kan dræbe og helbrede, når særlige steroider binder sig til det livsvigtige enzym kaldet natrium-kaliumpumpen, men hvordan den molekylære binding ser ud, har været et mysterium. Nu har forskere fra Aarhus løst det.
Af: Anne Ringgaard, journalist
http://videnskab.dk/print pdf

Hjertet pumper. Du lever. Men hvis du spiser visse planter såsom Almindelig Fingerbøl (Digitalis purpurea), der vokser i danske skove og på skrænter, holder dit hjerte sandsynligvis op med at slå.

Planten indeholder kardiotoniske steroider, som er så giftige, at man kan dø af dem, men de kan også redde liv: Hvis steroiderne doseres rigtigt, har de en helbredende effekt blandt andet på hjertekarsygdomme, forhøjet blodtryk og visse kræfttyper. Derfor har de i 200 år været brugt som hjertemedicin.

LÆS OGSÅ: Kræft-enzymer er mere snu, end vi troede

I alle kroppens celler er der enzymer kaldet
natrium-kaliumpumper, som er med til at
holde os i live. Hvis bestemte pumper er
defekte, kan det have livsfarlige
konsekvenser for hjertets slag,
blodkredsløbet, hjernefunktionen m.m.
(Foto: Shutterstock)

Pile med giftige steroider
Nu har danske forskere for første gang beskrevet i atomar detalje, hvordan de kardiotoniske steroider virker ved at binde sig til et helt fundamentalt enzym i kroppen. Det er første, afgørende skridt til at forstå, hvordan steroiderne ikke bare kan dræbe, men også kan få et sygt og svagt hjerte til igen at slå rytmisk og kraftigt.

»De her steroider er virkelig farlige stoffer. De bruges som forsvarsvåben af dyr og planter, og i Afrika er de blevet brugt som pilegift. Vi ved, at steroiderne findes i planter, i krybdyr og at selv menneskekroppen producerer dem,« siger Natalya Fedosova, som er lektor på Aarhus Universitets Institut for Biomedicin og ved Grundforskningscenter PUMPkin.
»Men når de doseres rigtigt, har steroiderne en helbredende effekt på hjertekarsygdomme, forhøjet blodtryk, nogle kræfttyper og en række andre sygdomme. Derfor bruger man dem som hjertemedicin og forsøg med at udvikle kræftmedicin er i gang,« fortsætter hun.

Steroider binder sig til natrium-kaliumpumper
Forskere har længe vidst, at kardiotoniske steroider binder sig til et livsvigtigt enzym, som i sin tid blev opdaget af den danske professor Jens Christian Skou. I 1997 fik han Nobelprisen i kemi for opdagelsen af enzymet, der findes i alle kroppens celler.

Det nobelpris-udløsende enzym kaldes en natrium-kaliumpumpe, fordi det sørger for, at natriumioner (Na+) hele tiden bliver pumpet ud af kroppens celler, og at kaliumioner (K+) bliver pumpet ind. Hør og se en forklaring på natrium-kaliumpumpens funktion i denne video fundet på YouTube.
Fakta
Enzym udløste Nobelpris til dansker
Fysiologiprofessor Jens Christian Skou (født 1918) fra Aarhus Universitet forskede i cellemembraners funktion.
I 1957 udgav han sin første artikel om et livsvigtigt enzym i cellemembranerne, som han kaldte natrium-kaliumpumpen (Na+,K+-ATPase).
I 1997 fik han Nobelprisen i kemi for opdagelsen.

 

Vigtig beskrivelse af molekylær binding

Natrium-kaliumpumpens funktion og struktur har forskerne altså styr på, og der er også publiceret utallige videnskabelige artikler om de kardiotoniske steroider, som i århundreder er blevet brugt i medicin - men hvordan steroiderne helt præcist binder sig til og påvirker natrium-kaliumpumpen, har indtil videre været en gåde.


Bindingen mellem det kardiotoniske steroid ouabain og natrium-kalium pumpen er kompleks.
Sådan ser den ud. (Illustration: Postdoc Mette Laursen, PUMPkin)

Nu er det lykkedes forskerne fra Aarhus Universitets at få et klart billede af det.

»For første gang nogensinde har vi beskrevet, hvordan de kardiotoniske steroider binder sig til natrium-kaliumpumpen på atomart niveau, så nu har vi detaljeret, ny viden, som kan bruges til at udvikle nye typer medicin, der er specifikt målrettede mod en række livstruende sygdomme,« siger Natalya Fedosova.

Fra enzymer i svinenyrer til krystaller

Natalya Fedosova og kollegernes beskrivelse af den mikroskopiske molekylære proces er netop publiceret i det videnskabelige tidsskrift PNAS. Årelang og tålmodigt laboratoriearbejde, der blandt andet involverer svinenyrer, ligger forud, forklarer lektoren:

»Nyrevæv rummer store mængder natrium-kaliumpumpe, så vi isolerede cellemembranerne fra nyrer, som vi havde fra slagtesvin. Så tilsatte vi et kardiotonisk steroid fra planter kaldet ouabiner. Herefter afprøvede vi forskellige tilsætningsstoffer, temperaturer og koncentrationer for at få ouabiner og natrium-kaliumpumperne til at danne en krystal. Det er en kompliceret og langvarig proces.«

Krystaller på Europarejse

Fakta
Giftigt og helbredende stof
Kardiotoniske steroider kaldes også hjerteglykosider. De virker ved at hæmme natrium-kaliumpumpen.
I små mængder, hvor kun få natrium-kaliumpumpeproteiner bliver påvirket, kan stoffet gavne hjerterytmen, men i store mængder er det dødeligt.

Efter langvarige og gentagne forsøg i laboratoriet fik forskerne endelig natrium-kaliumpumpen til at danne krystaller.

Krystallerne blev frosset ned i flydende kvælstof og transporteret til Frankrig, Schweiz og Tyskland, hvor der findes såkaldte synkrotoner (acceleratorer til at ramme ioner med relativistiske hastigheder). I synkrotonerne blev det udkrystalliserede enzym udsat for intens røntgenstråling.

Ved at analysere den afbøjede røntgenstråling fra krystallen kunne forskerne udlede, hvordan atomerne er placeret og efter møjsommeligt arbejde beskrive enzymkompleksets tredimensionelle struktur i krystallen.

»Vores data viser, hvordan mere end 10.000 atomer er placeret i molekylerne, og så kunne vi endelig forklare, hvordan bindingen mellem det kardiotoniske steroid og natrium-kaliumpumperne fungerer,« forklarer Natalya Fedosova.

LÆS OGSÅ: Kæmpe røntgenlaser afslører ny tilstand for molekyler.

Et fantastisk stykke arbejde

Fakta
Natrium-kaliumpumpen
En fjerdedel af kroppens energi bliver brugt på at holde cellernes mikroskopiske natrium-kaliumpumper i gang. De sidder i cellemembranerne, hvor de pumper natriumioner (Na+) ud og kaliumioner (K+) ind i cellen.
• Pumpernes arbejde fører blandt andet til, at kroppen kan optage næringsstoffer, og at kroppens celler kan signalere til hinanden.

På Syddansk Universitets Center for Biomembrane Physics (Memphys) vækker Aarhus-forskernes arbejde begejstring.

»Det er fantastisk. Deres arbejde er helt bestemt et stort skridt fremad hen imod at kunne udvikle ny medicin, der er designet til at ramme bestemte sygdomme, som natrium-kaliumpumpen er involveret i,« siger lektor Himanshu Khandelia, der forsker i biologiske membraner og neurologiske sygdomme på Memphys.

Bestemte natrium-kaliumpumper er involveret i en række neurologiske sygdomme. At bindingen mellem pumpen og de kardiotoniske steroider nu er beskrevet, betyder, at Himanshu Khandelia og de andre forskere på centret kan undersøge, hvordan stofferne kan bruges til at lave medicin, der ramme netop de enzymer, der er involverede i neurologiske lidelser.

Himanshu Khandelia og kollegerne har allerede taget Aarhus-studiet i brug.

»Min forskergruppe bruger i øjeblikket forskernes data til at få fundamental indsigt i natrium-kaliumpumpens molekylære mekanisme gennem computersimulationer. Det kunne vi ikke gøre uden de data, forskerne fra Aarhus for nyligt har publiceret,« siger han.

På vej mod ny målrettet medicin

Beskrivelsen af bindingen mellem de kardiotoniske steroider og natrium-kaliumpumpen er en del af et større lægemiddeludviklingsprojekt på grundforskningscenter PUMPkin, skriver Aarhus Universitetet i en pressemeddelelse.

Forskerne skal nu i gang med at undersøge, hvordan de kan bruge den nye viden om de kardiotoniske steroider til at designe medicin, der rammer præcis de natrium-kaliumpumper, der er involveret i den sygdom, man vil helbrede.

***

en pdf om emnet. som gennemgår de historiske banebrydende tiltag,
som Skou arbejdede med, før vi kom hertil, hvor vi er i dag.

***

Snoede bånd som disse her afbillede, er den nuværende opfattelse man har af kroppens Aminosyre.

Det man her ser, men vist ikke forklarer er:
Kroppens proteiner, (det skal lige oplyses, at kollesterol er også et protein), disse næringsstoffer består af lange kæder med aminosyre. Vores celler napper disse aminosyre-byggesten af, en af gangen, (som var det Lego), og danner nye celler. Det være sig: Muskel celler, nerveceller, osv.
Når cellerne mangler ioner, går de i dvale og til sidst helt i stå. Disse lange proteinkæder, hvoraf kolesterolen er målbar, viser en begyndende åreforkalkning. Det er således ikke 'kalk' der stopper vores blodårer til, men næringsstoffer som kolesterol. (Der findes i æg, og som er utroligt vigtige for 'unge' og velfungerende celler.)

et Tidligere udkast til denne side

Cropyright September 27 2013
Professionel brug af ide eller tekst fra denne hjemmeside betragtes, som et brud på Copyright.
Tilladelse ved brug af kildeangivelse www.atomicsalt.com kan forventes, efter henvendelse til miljanwindyahoo.com

Her er en anden måde at skrive denne hjemmeside på.

Dette er vandet, som vores trætte celler tørster efter.
Jeg opdagede det for 1 år siden. (Nu er det August 14 2014)
!!! Mine kræftceller begyndte også at vokse uhæmmet.
Andre cellerelaterede sygdomme vil også vokse uhæmmet, så sørg for at holde ukrut væk samtidigt.
Det kan alternativt gøres med olier og medicin, eller operation.
Jeg fik bugt med min prostatakræft ved hjælp af olier, som lægges på prostata.
Mere om det et andet sted
18. september 2013
- 'Og de sagde til kvinden: Nu er det ikke længere på grund af din tale, vi tror; thi vi har selv hørt ham og ved nu, at han i sandhed er verdens frelser.' (Johs.4:42)
"De er målet for alt evangeliserende arbejde - og målet for hvert lyttende og søgende menneske!"

.to.teamasea.com