Pressmeddelande från informationsenheten vid Lunds universitet
Solveig Ståhl 046/222 70 16, 2 oktober 1997

Nordiska Fernströmpriset till svensk biokemist

Arne Holmgren, professor i biokemi vid Karolinska Institutet och föreståndare för Medicinska Nobelinstitutets biokemiska avdelning får 1997 års nordiska Eric K. Fernströmpris på 500.000 kronor. Han får det för sina banbrytande studier av redoxiner. Det är enzymer som man nu vet har central betydelse för cellens livsfunktioner. Arne Holmgren är 56 år och har ägnat hela sin forskarkarriär, 33 år, åt att studera redoxiner. Han är en internationell auktoriet inom området och känd i forskarvärlden som "Mister Thioredoxin".

Arne Holmgren kommer från ett lantbrukarhem i Björkvik utanför Katrineholm. och har alltså inte haft några vetenskapliga familjetraditioner att försvara. Det var kyrkoherden hemma i Björkvik som övertalade honom att satsa på bokliga studier. Först korrespondensstudier på Hermods och realexamen i Malmö. Sen studentexamen som privatist på klassiska Spyken i Lund.

- När jag sen sökte in på medicinarutbildningen i Uppsala var det också forskning jag ville syssla med. Både naturvetenskap och teknik fanns med i bilden när jag valde. Så småningom fullföljde jag utbildningen till läkare men jag har nästan aldrig utövat yrket, berättar han.

I Uppsala blev han doktorand hos professor Peter Reichard (tidigare Fernströmpristagare) och följde med honom när han flyttade till Karolinska Institutet 1964. Peter Reichard hade upptäckt ett litet protein i E.coli-bakterier som deltog i DNA-syntesen och gett det namnet thioredoxin. Arne Holmgren fick i uppgift att karakterisera detta protein. Han bestämde strukturen för thioredoxin och var också på ett forskningslaboratorium i Cambridge för att lära sig proteinsekvensteknik. Detta var en ny teknik och Arne Holmgren blev den förste svenske forskare som bestämde den fullständiga aminosyresekvensen för ett protein. 1968 lade han fram sin avhandling om thioredoxin.

Thioredoxin fungerar genom att donera elektroner och vätejoner till andra proteiner som katalyserar bildning av t ex byggstenarna i DNA. Thioredoxin kan också katalysera allmän reduktion av proteiners svavelgrupper och förändrar därigenom struktur och funktion hos mottagarna. Det kan t ex vara faktorer som styr uttryck av gener. Det karakteristiska för proteinet är att det innehåller en strategiskt placerad svavelbrygga och att det utövar sin funktion genom reversibel reduktion - oxidation av denna. Det bildas SH-grupper (svavel-väte) hos mottagarna och reaktionen blir en signal till aktivering i cellen.

Jagade funktioner
Arne Holmgren var fascinerad av thioredoxin och ville lära sig mer om det. Han har alltid har varit intresserad av funktioner och anade att "hans" protein kunde vara aktivt inom flera områden. Han började göra kristallationsförsök av proteinet och inledde omkring 1970 ett givande samarbete med professor Carl-Ivar Brändén i Uppsala och dennes medarbetare. Tillsammans löste de problemet att få fram den tredimensionella strukturen för proteinet. Det banade väg för upptäckter av fler funktioner hos thioredoxin.

- Jag hade blivit övertygad om att thioredoxin kunde ha viktiga styrfunktioner i cellen, säger Arne Holmgren. En första bekräftelse kom när en amerikansk forskargrupp hade upptäckt ett litet protein i bakterier som behövdes för att ett bakterievirus, kallat T7, skulle kunna föröka sig. Jag hade utvecklat mycket känsliga metoder att mäta förekomsten av thioredoxin och kunde konstatera att proteinet ifråga var thioredoxin. Upptäckten visade att thioredoxin var nödvändigt för att viruset skulle kunna föröka sig (DNA-syntes).

Senare fann Arne Holmgren att muterade former av E.coli, som saknade thioredoxin, kunde växa alldeles förträffligt ändå. Det ledde till upptäckten av ett alternativt enzym som fick namnet glutaredoxin. Det använder nämligen en liten svavelhaltig molekyl (glutation) som är en skyddsfaktor i våra celler. Om thioredoxin-systemet slås ut kan glutaredoxin fungera i dess ställe. Naturen garderar ofta på det sättet.

- Nu vet vi att thioredoxiner och glutaredoxiner finns i alla levande celler, även i de mest primitiva livsformer. Växtceller är t ex beroende av thioredoxin eftersom det reglerar fotosyntesen. Det spelar en aktiv roll i så vitala processer som immunförsvar och celltillväxt, berättar Arne Holmgren. Vi vet också att det finns flera olika former av thioredoxin och glutaredoxin och att de är en del av en hel familj av proteiner med samma tredimensionella struktur.

Tumörceller
Arne Holmgrens fascination av biologiska funktioner och hans bakgrund som medicinare har gjort att han har kontakter och samarbete med forskare inom en lång rad medicinska områden. Det är visat att thioredoxin har en nyckelroll vid många sjukliga processer. Vissa tumörceller är beroende av thioredoxin för att dela sig och växa och det utsöndras som tillväxtfaktor för immunceller.

- Jag tror det kan bli möjligt att utveckla substanser som selektivt kan påverka effekten av thioredoxin i tumörceller, säger Arne Holmgren med en försiktig optimism. På senare år har man också börjat få kunskap om thioredoxin i nervsystemet. Vid en skada i centrala nervsystemet, t ex stroke, utsöndras det thioredoxin som deltar i reparationsprocesser i hjärnan.

- En japansk kollega till mig, professor Yodoi som upptäckte att vissa leukemiceller var beroende av thioredoxin, har gjort intressanta experiment med att behandla hundar med thioredoxin inför stora transplantationer och det har bland annat skyddat mot skador av fria radikaler och avstötning av transplantatet.

- I dag vet vi också att enzymet thioredoxin reduktas (som reducerar thioredoxin) i våra celler innehåller selen och att selen är en nödvändig faktor för att enzymet ska kunna utöva sin funktion. Det kan förklara varför selen är så viktigt för människan.

När Arne Holmgren började arbeta med thioredoxin för drygt tre decennier sedan var det jungfrulig mark och han var tämligen ensam om sin specialitet. Nu delas hans intresse av forskargrupper världen över och konkurrensen har hårdnat. Men Arne Holmgren är nestorn inom området och den som försett världen med kunskap om redoxinernas betydelse och funktioner. Kunskapen leder honom ständigt in på nya spår. Nu är han t ex engagerad i ett EU-projekt som handlar om att få fram proteiners exakta form, sk protein-folding. Ett tänkbart mål är att möjliggöra tillverkning av vacciner och hormoner med svavelbryggor i bakterier som en enkel process.

Fernströmpristagaren har kvar sina rötter i den sörmländska myllan och ser till att vårda dem. Jakt är ett av hans stora fritidsintressen. Han reser gärna om han har tid och förmodligen kommer en del av prispengarna att läggas på en spännande resa.
Fernströmpriset delas ut i samband med Forskningens Dag vid medicinska fakulteten i Lund den 5 november.


Pressmeddelanden, index | Informationsenhetens hemsida | Lunds universitets hemsida
Webmaster@info.lu.se
1997-10-03