Bachelor i Nanoscience
Efter tre år på nanoscience studiet, som han påbegyndte i 2011, har Mikkel Christensen fået sin bachelorgrad. Undervejs blev han interesseret i biomodellering, hvor man benytter computermodeller af biologiske molekyler til at studere deres opførsel i flere detaljer, end man kan måle i laboratoriet. Han har derfor valgt at lave sit bachelorprojekt indenfor dette felt.
Computersimulering af enzym, der nedbryder lungevæv
Mikkels projekt bygger videre på resultater fra en eksperimentel gruppe ved iNANO. De fandt et stof, kaldet 6b, der kunne hindre enzymet Human Neutrophil Elastase (HNE), der medvirker til nedbrydelsen af lungevævet hos patienter med KOL. Desværre er effekten for svag til at være brugbar, da 6b ikke binder særligt effektivt til HNE. Med computersimulering kan man undersøge denne binding nærmere, og Mikkel håber på at bedre forståelse af bindingen vil gøre det muligt at ændrestrukturen af 6b stoffet, så det bliver mere effektivt.
Computerens laboratorie
Udgangspunktet for Mikkels computermodel er en tidligere fundet 3D-struktur af HNE, som giver ham en startposition for alle atomer. Computeren bruges derefter til at simulere, hvordan atomerne bevæger sig over tid. Mikkel har vurderet hvilke steder på enzymet, der er interessante i forhold til binding af 6b, og har derefter placeret 6b i nærheden af en af disse ved starten af hver simulering. Dette er nødvendigt for at undgå at skulle simulere et langt tidsrum inden bindingen finder sted, da disse beregninger kræver meget regnekraft. Selv på den supercomputer, som Mikkel har benyttet, tager det lang tid at simulere selv korte tidsperioder. Til gengæld kan han sige præcist, hvordan alle atomer har bevæget sig i hele tidsrummet.
Historien fortsætter
Mikkel har undersøgt binding af 6b til tre steder på HNE og to af disse steder gav lovende bindinger i computersimuleringerne. Det ene sted på HNE bandt stærkt til 6b, uanset om enzymet katalyserede eller ej. Det andet sted udviste større skift i form og bindingsevne når enzymet var i færd med at katalysere, hvilket passer med en observation fra det oprindelige laboratoriestudie, der viste at 6b kun bandt, når reaktionen var i gang. Det er dog ikke muligt ud fra Mikkels projekt at sige hvilket af de to mest lovende steder, som molekylet binder til, eller præcist hvordan bindingen ser ud. Det arbejdes der dog videre med i gruppen.
Mikkel er langt fra færdig med biomodellering. Han planlægger et nyt projekt hos gruppen som en del af sit kandidatstudie.
Skrevet af Thea Marie Lyngby Bøggild
Faktaboks
Et enzym er et protein med katalytiske egenskaber. Enzymer er involverede i langt størstedelen af biologiske reaktioner og er ofte modtagelige overfor regulering fra andre stoffer. Desværre er de meget store molekyler med en kompliceret 3D struktur, som er svær at bestemme. Det er muligt at finde strukturen i en statisk tilstand, men mange enzymer er fleksible og ændrer form i løbet af en reaktion.
Hvis du har spørgsmål til iNANOs formidlingsaktiviteter kontakt venligst besoegsservice@inano.au.dk.
