Kungl. Vetenskapsakademien har beslutat utdela Gregori Aminoffs pris 2021 till Henry Chapman, University of Hamburg, Tyskland, Janos Hajdu, Uppsala universitet, Sverige, och John Spence, Arizona State University, USA, ”för deras grundläggande bidrag till utvecklingen av frielektronlaser-baserad strukturbiologi”.

Proteiner är makromolekyler som styr de flesta processer i organismer och celler. Vid målstyrda läkemedelsbehandlingar är det ofta just proteiner som är målet. Med hjälp av röntgenkristallografi går det att få fram detaljerad information om proteinets struktur genom att mäta röntgendiffraktion på kristaller av proteinet.

Sådan strukturinformation är helt nödvändig för att förstå hur proteinerna fungerar och kan vara till hjälp vid utvecklingen av nya och förbättrade läkemedel. Men proteinkristaller är ofta extremt små och känsliga och hinner förstöras innan man fått fram tillräckligt med data för att studera dem med röntgenstrålar.

Verktyg för studier

En frielektronlaser (X-ray Free Electron Laser, XFEL) är ett stort instrument som kan generera extremt starka och ultrasnabba röntgenstrålar. Henry Chapman, Janos Hajdu och John Spence har banat väg för både utveckling och tillämpning av XFEL-lasrar som ett verktyg för att studera biologiska makromolekyler, framförallt proteiner. Frielektronlaserns intensiva och korta röntgenpuls gör det möjligt att ”fånga” strukturen hos känsliga proteiner innan de förstörs.

Med hjälp av den experimentella metod som kan beskrivas som ”diffraktion före destruktion” går det att uppmäta ett spridningsmönster innan kristallen exploderar vilket gör det möjligt att kartlägga dess struktur. Detta har nu gjorts med flera proteiner som fungerar som ytreceptorer i mänskliga celler, något som också möjliggör framtagandet av nya läkemedel.

Förbättrat förståelsen

De snabba laserpulserna möjliggör också studier med mycket hög tidsupplösning av till exempel strålkänsliga reaktioner och reaktioner där ett protein fungerar som katalysator. Ett exempel på detta är studier av ett nyckelenzym i fotosyntesen, Fotosystem II, där man med hjälp av frielektronlasern kan kartlägga strukturen av proteinformer som skapas och förändras under själva processen. Detta har till exempel förbättrat förståelsen för hur atmosfäriskt syre genereras från vatten i växter, i en reaktion som ger energi för fixering av atmosfärens koldioxid.

Pristagare:

Henry Chapman, professor vid Centre for Free-Electron Laser Science, University of Hamburg, Tyskland.

Janos Hajdu, professor i molekylär biofysik vid Uppsala universitet, Sverige.

John Spence, Richard Snell Professor of Physics, Arizona State University, USA.

Gregori Aminoffs pris

Kungl. Vetenskapsakademien delar varje år ut Gregori Aminoffs pris i kristallografi. Kristallografin handlar om att studera atomstrukturer i fasta material och används inom kemi, biologi, medicin, geologi och materialvetenskap.

Priset ska belöna ett dokumenterat, individuellt bidrag inom det kristallografiska området. Det delas ut till svenska och utländska forskare sedan 1979. Prissumman är på 80 000 kronor.

Kontakt:

Pär Nordlund
Ordförande i priskommittén
par.nordlund@ki.se
070-433 66 88

Mer information om priset hittar du på www.kva.se

 

 

Presskontakt:

Eva Nevelius
Pressansvarig vid Kungl. Vetenskapsakademien
eva.nevelius@kva.se
070-878 67 63