English below

Projekter i MW-laboratoriet

Vi undersøger mekanismerne der indgår i katalyse og regulering af enzymer involveret i kompleks polysaccharidnedbrydning (amylase, mutanase og alfa-mannosidase), proteaser (f. eks. HIV-protease), og enzymer der indgår i glykoprotein processering (GH101).

Enzymdesign og specificitet

Vi kombinerer enzymologi og enzymdesign med udvikling af genetiske selektionssystemer baseret på vækst af ​​Escherichia coli for at udvikle nye enzymaktiviteter rettet mod f.eks. nye substratgenkendelsessekvenser (HIV-protease), deglykosylering af glykoproteiner og de mekanismer, der styrer specificiteten, der udvises af bindingsmoduler og -steder i reaktioner katalyseret af måske ellers promiskuøse endo- eller exoglykosidaser.

Disse projekter tjener dels til at gøre os klogere på reglerne for design af enzymer m.h.p. en helt ny værktøjskasse, der adresserer problemer indenfor grøn kemi, industriaffald, syntese af lægemidler mv.

Vi forsøger også at få indsigt i de komplekse regler, der styrer substratspecificitet eller udvikling af resistens f.eks. af anti-HIV-lægemidler rettet mod HIV-protease. Ligeledes arbejder vi også på influenzavirussens M2 protontransportkanal for at belyse de mekanismer, hvorved resistens mod lægemidler ved mutation også finder sted for denne kanal. Forhåbentlig kan vi muligvis forudsige lægemidlers effektivitet ud fra kombinationen af ​​data og computational chemistry.

Mange af projekterne involverer også grundlæggende karakterisering af enzymatiske egenskaber. Et eksempel kunne være alfa-amylase I fra byg, hvor vi studerer den komplekse kinetik af amylopectin-nedbrydning eller belysningen af ​​den katalytiske mekanisme for ManA- eller GH101-glykosidaser.

Projekter, hvor vi bidrager

For nylig har vi indledt et samarbejde med en kollega, Karin Skriver, om "intrinsically disordered proteins", IDP'er, der bl.a. er involveret i transkriptionel regulering i planter. Projektet omhandler det interessante spørgsmål: hvordan kan et protein være en meget specifik signalmediator gennem interaktion med andre proteinpartnere, på trods af den tilsyneladende mangel på struktur. Vi bidrager til samarbejdet hovedsageligt via vores ekspertise inden for mikrokalorimetri, hvor vi undersøger og hjælper med at fortolke de termodynamiske parametre, der bestemmes for IDP'erne og deres interaktion med bindingspartnere.

Vi har også lavet et selektionssystem i E. coli for at se på interaktionen mellem en IDP og dens bindingspartner for at undersøge, hvilke proteinsekvens-elementer, der styrer interaktionen mellem de to.

Om laboratoriet

I laboratoriet bruger vi rutinemæssigt alle gængse molekylærbiologiske og proteinkemiske teknikker. Heriblandt: PCR, kloning, mutagenese, DNA-sekvensanalyse (sekventering udført af ekstern leverandør), plasmid- og kromosomal DNA-oprensning, design af DNA-primere og syntetiske gener, restriktionsenzym analyse, proteinrensning vha. udsaltning, søjlekromatografi a.o. metoder, proteinanalyse ved SDS-PAGE m.m.

Vores ekspertise ligger inden for enzymkinetik ved brug af spektrofotometri, kolorimetriske assays eller isotermisk titreringskalorimetri (ITC), ligandbinding og protein-protein interaktion ved hjælp af ITC og differentiel scannings kalorimetri (DSC), analyse af proteinstabilitet ved hjælp af (DSC), bakteriel vækst og genetisk analyse, bakteriestammekonstruktion, design af selektionssystemer til enzymudvikling og meget mere.

Hvis du søger og bliver tildelt et projekt, vil du blive introduceret til emnet og de relevante metoder ved at arbejde i et team med et erfarent medlem af laboratoriet. Efter et par måneder, afhængig af hvor komfortabel du er med at arbejde alene i laboratoriet, kan de begynde at arbejde mere selvstændigt på dit eget projekt indenfor vores forskningsprogram.

En del bachelor- og kandidatstuderende søger hvert år projekter indenfor Protein Biologi Gruppen ved Sektion for Biomolekylære Videnskaber, så da der er begrænset plads, plejer vi at tilbyde projekter efter først til mølle princippet. Du er meget velkommen til at kontakte os om den aktuelle status for ledige projekter inden for det ovenstående. Projekterne ændrer sig hele tiden i takt med udviklingen i den igangværende forskning i laboratoriet. Du kan også kontakte de kandidatstuderende der allerede er i laboratoriet og høre om, hvordan det er at arbejde med os, og hvad de laver.

Kontakt: Martin Willemoës (willemoes@bio.ku.dk)

Sted: Linderstrøm-Lang Centeret for Proteinvidenskab, Biologisk Institut, Ole Maaløes Vej 5, 2200 København N.

English

Projects in the MW lab

We work on elucidating the mechanism of catalysis and regulation for enzymes involved in complex polysaccharide degradation (amylase, mutanase and alpha-mannosidase), for proteases (HIV protease) and enzymes in glycoprotein processing (GH101).

Enzyme design and specificity

We combine enzymology and enzyme design with the development of genetic selection systems based on the growth of Escherichia coli to evolve new enzyme activities directed towards e.g. new substrate recognition sequences (HIV protease), deglycosylation of glyco-proteins and the mechanisms that guide the specificty excerted by binding modules and sites in reactions catalysed by maybe otherwise promiscous endo- or exoglycosidases..

These projects in part serve to make us wiser with respect to the rules governing the design of enzymes that can lead to a whole new tool-box addressing the problems faced with green chemistry, industrial waste, pharmaceuticals etc.

We also try to gain insight into the complex rules that govern substrate specificity or development of resistance e.g. of anti-HIV drugs directed towards HIV protease. Likewise, we also work on the M2 proton transport channel of the influenza virus to elucidate the mechanisms by which resistance to drugs by mutation also takes place for this channel. Hopefully, we may be able to predict the efficiency of drugs from the combination of data and computational chemistry.

Many of the projects also involve basic characterisation of enzymatic properties. An example could be alpha-amylase I from barley, where we study the complex kinetics of amylopectin degradation or the elucidation of the catalytic mechanism of ManA or GH101 member glycosidases

Projects where we contribute

Recently, we have initiated a collaboration with collegue, Karin Skriver, in the section on intrinsically disordered proteins, IDP's, that are involved in transcriptional regulation in plants. The project addresses the interesting question of how a protein can transform into a highly specific signal mediator through interaction with other protein partners, despite a seeming lack of structure.

We contribute to the collaboration mainly via our expertise in microcalorimetry, where we investigate and assist in interpretating the thermodynamic parameters determined for the IDPs and their interaction with binding partners. Also, we have made a selection system to look at the interaction between an IDP and its binding partner to elucidate, which sequence elements governs the interaction between the two.

About the lab

In the lab we routinely use all common molecular biology and protein chemistry techniques such as: PCR, cloning, mutagenesis, DNA sequence analysis (sequencing performed by outside supplier), plasmid and chromosomal DNA purification, design of DNA primers and synthetic genes, restriction enzyme analysis, protein purification using salting out, column chromatography a.o. methods, protein analysis by SDS-PAGE etc.

Our expertise lies within enzyme kinetics using spectrophotometry, colorimetric assays or isothermal titration calorimetry (ITC), ligand binding and protein-protein interaction using ITC and differential scanning calorimetry (DSC), analysis of protein stability using (DSC), bacterial growth and genetic analysis, bacterial strain construction, design of selection systems for enzyme development and much more.

If you apply and are assigned to a project you will be introduced to the subject and the relevant methods by working as a team with an experienced lab. member. After a few months depending on how comfortable you are with working in the lab. you will start working more independently on your own project as a part of our research programme.

Quite a number of bachelor and master students apply for projects each year within the Protein Biology Group at Section for Biomolecular Sciences, so unfortunately space is limited and we tend to offer projects on a first come, first served basis. You are very welcome to contact us about the current status for available projects within the above areas. These change all the time with the development in the ongoing research in the laboratory. Also, you may want to contact the master students already in the lab and hear about how it is to work with us and what they do.

Contact: Martin Willemöes (willemoes@bio.ku.dk)

Place: Linderstøm-lang Centre for Protein Science, Dept. of Biology, Ole Maaløes Vej 5, 2200 Copenhagen N.