Strukturbiologi

Senast ändrad: 23 januari 2024
MD-simulering av ett svamp-LPMO-enzym som arbetar på cellulosaytan (Wu et al, 2013, J Biol Chem 288, 12828).

Vi forskar om struktur, funktion och bioteknisk användning av biologiska makromolelekyler (proteiner, kolehydrater, lipider) med röntgenkristallografi, cryo-EM, NMR-spektroskopi, superkritisk CO2-extraktion, FTIR-spektroskopi och andra tekniker, i nära samarbete under ledning av Mats Sandgren, Jerry Ståhlberg, Gustav Nestor och Sabine Sampels

Videogalleri

Molekyldynamik-simulering (MD) av ett LPMO-enzym som arbetar på ytan av en cellulosa-mikrofibrill [Wu et al, 2013, J Biol Chem 288, 12828].

Strukturbestämning av proteiner med röntgenkristallografi –Besök i maj 2023 vid BioMAX experimentstation på synkrotronen MAX IV i Lund (Video gjord av Naike Schwenner).

Översikt

Vi förenas av ett gemensamt brinnande intresse att undersöka och förstå hur makromolekyler ser ut och fungerar på molekylär nivå, och hur vi kan nyttiggöra dessa kunskaper biotekniskt.

Ståhlberg och Sandgren har mer än 30 års publikationer om struktur, funktion och tillämpning av nyckelenzymer från svampar och bakterier för nedbrytning av cellulosa och andra polysackarider, i ansedda tidskrifter såsom t.ex. JACS, PNAS, JMB och JBC. Kunskapen har banat väg för förbättrade enzymer och industriella processer för omvandling av växtbiomassa till förnybara bränslen, kemikalier och material.

Gustav Nestor’s forskning fokuserar på användning och utveckling av NMR-spektroskopi för att studera kolhydrater på molekylär nivå och hur de interagerar med varandra och med proteiner som binder till och verkar på kolhydrater.

Sabine Sampels är expert på lipider, oxidation och antioxidanter, och kvalitet på fisk och köttprodukter genom hela livsmedelskedjan. Hållbar produktion av livsmedel med högt näringsvärde är ett övergripande forskningsmål.

Grupperna är lokaliserade vid SLU Biocenter i Uppsala, ett modernt forskningscenter som spänner över hela skalan från grundforskning till praktisk användning, med extensiva samarbeten kring forskning om biomolekyler, mikroorganismer, växter och livsmedel, under gemensam flagg: ”Forskning och utbildning för hållbart liv”.

Forskning

Ett centralt tema är grundforskning och tillämpning av biologiska reaktionssystem, enzymatiska och mikrobiella, för bioteknisk omvandling av biomassa, t.ex. från jord- och skogsbruk, för produktion av förnybara bränslen, kemikalier, material, livsmedel och foder. Målet är att öka användbarhet av växtmaterial, lignocellulosa, och därmed bidra till utfasning av fossila resurser och minskat utsläpp av växthusgaser.

Ett viktigt område är grundforskning om proteiners, struktur och funktion, både inuti och utanför celler, inklusive isolering eller rekombinant produktion, rening och strukturbestämning av biologiska katalysatorer, enzymer, och karakterisering av deras biologiska funktion och biotekniska användning.

Strukturbestämning av proteiner med röntgenkristallografi är en nyckelkompetens, och vi har deponerat över 100 proteinstrukturer i Protein Data Bank (PDB). På senare tid har vi även börjat expandera till cryo-elektronmikroskopi (cryo-EM) och mera NMR för strukturstudier av proteiner.

Vi samarbetar också tätt ihop med Livsmedelsbioteknik, som leds av Professor Volkmar Passoth, bl.a. i programmet LipoDrivE med syfte att utnyttja olje-producerande jästsvampar för omvandling av kolhydrater från växtbiomassa till lipider, för produktion av t.ex. biodiesel och fiskfoder.

Personal

Nuvarande

Mats Sandgren

Assoc Prof, Docent, PI, Head of unit

Telephone: +4618673179, +46702233826

E-mail: mats.sandgren@slu.se

 

Jerry Ståhlberg

Assoc Prof, Docent, Researcher, PI

Telephone: +4618673182, +46704697926

E-mail: jerry.stahlberg@slu.se

 

 

 

Gustav Nestor

Assoc Prof, Docent, Researcher, PI

Telephone: +4618673188

E-mail: gustav.nestor@slu.se

 

 

 

Sabine Sampels

Assoc Prof, Docent, Researcher, PI

Telephone:+4618672005

E-mail: sabine.sampels@slu.se

 

 

 

Mikolaj Chmielarz

PhD, Research Engineer

E-mail: mikolaj.chmielarz@slu.se

 

 

Topi Haataja

PhD, Postdoctor

E-mail: topi.haataja@slu.se

 

 

Andreia Massamby

Doctoral Student

E-mail: andreia.massamby@slu.se

 

Nils Mikkelsen

PhD, Research Engineer, IT coordinator

Telephone: +4618673186, +46707317890

E-mail: nils.mikkelsen@slu.se

 

 

 

Laura Okmane

PhD, Postdoctor

E-mail: laura.okmane@slu.se

 

 

Naike Schwenner

Doctoral Student

E-mail: naike.schwenner@slu.se

 

 

Piera Wiesinger

Doctoral Student

E-mail: piera.wiesinger@slu.se

 

 

Sarbagya Shakya

Master Student

E-mail: ratna.shakya@slu.se

 

Vijay Kumar Eerati

Master Student

E-mail: vijay.kumar.eerati@slu.se

 

 

Matilda Jägare Lindvall_3.jpg

Matilda Jägare Lindvall

Master Student

E-mail: matilda.jagare.lindvall@slu.se

 

 

 

Alumni

  • Dr. Anna Borisova
  • Dr. Mikael Gudmundsson
  • Dr. Majid Haddad Momeni
  • Dr. Inés G. Muñoz
  • Dr. Henrik Hansson
  • Prof. Torleif Härd
  • Dr. Takuya Ishida
  • Dr. Saeid Karkehabadi
  • Dr. Rie Kawai
  • Dr. Christofer Lendel
  • Dr. Bing Liu
  • Prof. Jana Pickova
  • Prof. Christina Payne
  • Dr. Saumendra Prasad Roy
  • Dr. Benjamin Schmuck
  • Dr. Jonas Vasur
  • Dr. Miao Wu
  • Dr. Anton Zavialov

Publikationer

För aktuell lista med publikationer i databasen SLUpub med Gustav Nestor, Sabine Sampels, Mats Sandgren och/eller Jerry Ståhlberg som författare:  Klicka Här

Doktorsavhandlingar med Gustav Nestor, Sabine Sampels, Mats Sandgren och/eller Jerry Ståhlberg som huvud- eller biträdande handledare:

Studies of Hyaluronan and Related Structures by NMR Spectroscopy. Xue, Yan.  2023. 

Insights into genomics and gene expression of oleaginous yeasts of the genus Rhodoturula. Martín Hernández, Giselle De La Caridad.  2023. 

Structure and function studies of GH45 glycoside hydrolases. Okmane, Laura.  2023.

Structure-function studies of GH7 cellulases, key enzymes in the global carbon cycle. Haataja, Topi.  2023.

Metabolites in fish and humans as a response to different food ingredients : a metabolomics approach. Brunel, Mathilde.  2023.

Conversion of lignocellulose and crude glycerol to lipids by oleaginous yeasts - physiology and diversity. Chmielarz, Mikolaj .  2021.

Salix as a biorefinery feedstock : an inquiry into factors affecting conversion performance. Ohlsson, Jonas.  2021.

Lipid production from lignocellulosic material by oleaginous yeasts. Brandenburg, Jule.  2021.

Dissecting function and catalytic mechanism of fungal lytic polysaccharide monooxygenases. Liu, Bing.  2019.

Structural Studies of Hyaluronan Hydrogels. Wende, Frida.  2019.

Amyloid aggregates: detection and interaction. Rahman, Mahafuzur.  2018.

Functionalized protein nanomaterials and their biotechnological applications. Schmuck, Benjamin.  2018.

GH7 cellobiohydrolases structural, functional and evolutional aspects. Borisova, Anna.  2017.

Structure and host-receptor recognition studies of Gram-negative bacterial fimbriae assembled via the chaperone/Usher Pathway. Roy, Saumendra Prasad.  2015.

Structure and functional studies of plant cell wall degrading enzymes. Gudmundsson, Mikael.  2014.

Structural insights into the catalytic mechanism, protein dynamics, inhibition and thermostability of GH7 cellobiohydrolases. Haddad Momeni, Majid.  2014.

X-ray structure and function studies of key enzymes for biomass conversion: GH6 cellobiohydrolases and GH61 lytic polysaccharide monooxygenases (LPMO). Wu, Miao.  2013.

Probing promiscuity: Structural studies of Phanerochaete chrysosporium Laminarinase 16A. Vasur, Jonas.  2009.

Structural studies of cellulose and chitin active enzymes. Ubhayasekera, Wimal.  2005.

Structural and Functional Studies of Cellobiohydrolase Cel7D from the White-rot Fungus Phanerochaete chrysosporium. Muñoz, Inés G. 2002.