Ihmisen periferaalinen myeliiniproteiini P2: proteiinin dynamiikka yhdistää proteiinin rakenteen sen toimintaan

Selkärankaisten hermostossa tietyt hermoimpulsseja kuljettavat hermosolun aksonit on ympäröity myeliinitupella. Se eristää nämä aksonit ympäristöstään suojaten ja nopeuttaen aksoneissa kulkevia hermoimpulsseja. Myeliini koostuu kerroksittaisista solukalvoista, joiden lomassa on erityisiä myeliiniproteiineja, kuten periferaalinen myeliiniproteiini P2 ihmisen ääreishermostossa. P2 on erittäin tärkeä ääreishermoston signaloinnille – hermoimpulssien johtuminen hidastuu, mikäli P2 ei toimi normaalisti tai sitä ei ole myeliinissä. P2:n tiedetään pakkaavan solukalvokerroksia yhteen, mutta sen tehtäviä myeliinissä ei vielä tunneta. Siksi tässä työssä keskityttiin tutkimaan P2:n biofysikaalisia ominaisuuksia.

P2 villityyppiä (wtP2) ja sen P38G- ja F57A-pistemutantteja tuotettiin bakteereissa. Tarkkaa rakenneanalyysiä varten tuotettiin myös P2:ta, jossa on vetyatomien tilalla deuteriumia (dP2). Proteiinien rakenteita tutkittaessa havaittiin, että mutaatiot eivät muuttaneet proteiinin laskostumista, ja proteiinin rakenne atomitasolla muuttui vain kohdista, joissa pistemutaatio on. Deuteraatio ei muuttanut proteiinin rakennetta, mutta saman proteiinin röntgen- ja neutronikiderakenteiden yksityiskohdissa havaittiin eroja.

P2:n osoitettiin sitoutuvan lipideihin ja stabiloivan membraaneja sekä edesauttavan membraanien kerrostumista. Todettiin, että vaikka P38G-P2:n ja wtP2:n rakenteet ovat samanlaiset, P2-P38G sitoo lipidejä tehokkaammin. Proteiinien dynamiikkaa tutkittaessa P38G-mutaation osoitettiin lisäävän P2:n dynamiikkaa. Lisääntynyt proteiinin liikkuvuus voi selittää muutoksen proteiinin biologisessa aktiivisuudessa.

Tämä väitöstutkimus tuo uutta tietoa P2:n rakenteesta ja dynamiikasta. Työssä käytetty eri neutronisirontatekniikoiden yhdistelmä edistää yleisesti neutronien käyttöä biologisten näytteiden tutkimuksessa.