DTU Chemistry

Gennembrud i neurokemi

fredag 08 apr 16
|
af Charlotte Malassé

Forskere fra DTU Kemi har løst strukturen af enzymet, som styrer omdannelsen af to af kroppens vigtigste signalstoffer - dopamin og noradrenalin - hvilket betyder, at vi mere effektivt kan afhjælpe sygdomme som forhøjet blodtryk og posttraumatisk stress.


En fascinerende rejse ind i enzymet Dopamin β-hydroxylase 

Efter årtiers forskning, har forskere fra DTU Kemi identificeret den første struktur af enzymet, der styrer omdannelsen mellem to af kroppens vigtigste signalstoffer, dopamin og noradrenalin.   

Gennembruddet kan føre til udvikling af målrettede behandlinger for en lang række sygdomme, herunder depression og angst, posttraumatisk stress, Parkinsons syge og Alzheimers.

Livsvigtige signalstoffer

Signalstofferne dopamin og noradrenalin spiller en stor rolle i reguleringen af fx hukommelse, humør og opførsel.

Balancen mellem dopamin og noradrenalin styres af enzymet dopamin β-hydroxylase, der spiller en afgørende rolle for mange fysiologiske, neurologiske og psykiske lidelser, herunder forhøjet blodtryk, hjertesvigt, depression, ADHD, posttraumatisk stress, skizofreni, stofmisbrug, Alzheimers og Parkinsons syge, Huntingtons chorea og Tourettes syndrom.


Banebrydende indsigt

Det er nu lykkedes et hold forskere med lektor Hans E.M. Christensen fra DTU Kemi i spidsen i samarbejde med lektor Pernille Harris, DTU Kemi, at visualisere strukturen af dopamin β-hydroxylase ved hjælp af røntgenkrystallografi. Krystalstrukturen af dopamin β-hydroxylase viser, at enzymet indeholder to nye potentielle bindingssteder, som kan lede til udvikling af nye lægemidler, der kan få afgørende betydning i behandlingen af ovennævnte sygdomme såsom forhøjet blodtryk og posttraumatisk stress.

Dopamin β-hydroxylase ser ud til at fungere ved en såkaldt flip-flop mekanisme, hvor den ene halvdel af enzymet udfører den enzymatiske reaktion, mens den anden halvdel af enzymet udskiller produktet (noradrenalin) og optager et nyt substrat molekyle (dopamin). Herefter laver enzymet et flip-flop, og reaktionen sker i den modsatte halvdel af enzymet.

Dopamin β-hydroxylase er allerede nu målet for nye lægemidler under udvikling.

”At vi har kortlagt strukturen af enzymet dopamin β-hydroxylase betyder nu, at udviklingen af mere effektiv medicin mod fx forhøjet blodtryk, forbedres væsentligt,” siger lektor Hans E.M. Christensen, DTU Kemi.


10 års dedikeret og tålmodig forskning

Hvorfor er det først lykkes nu at løse denne vigtige struktur, som har så stor betydning for så mange fysiologiske, neurologiske og psykiske lidelser?

Hans Erik Mølager Christensen - foto:A.Frejberg”De vigtigste årsager til, at vi nu har formået at løse denne vigtige struktur, er dels vedholdenhed, dels at det har været muligt at sætte et hold forskere sammen, der er eksperter inden for hver deres felt,” fortæller lektor Hans E.M. Christensen, DTU Kemi, som står i spidsen for projektet.

”Et projekt som dette kræver ekspertise inden for hele feltet af naturvidenskab lige fra genteknologi gennem kemi og fysik til biologi.”

Hvert enkelt trin og procedure er blevet gennemgået i detaljer og optimeret siden 2006, hvor arbejdet i laboratoriet gik i gang.

” Vedholdenhed og et stærkt ønske om at bidrage med nye forskningsresultater til gavn for den store gruppe af mennesker, der lider af sygdomme relateret til enzymet dopamin β-hydroxylase, har været drivkraften for, at vi i dag står med muligheden for potentielt at ændre livet for millioner af mennesker til det bedre,” smiler Hans E.M. Christensen.

Læs mere om Hans E M Christensens forskning i Metalloproteinkemi.