Foldning af cryptochrome - hvor svært kan det være? Af: Claus Nielsen Hvert år flyver mange trækfugle henover Danmark, men hvordan finder de egentlig vej? En del af svaret kræver overraskende nok en indsigt i kvantefysik – og netop derfor endte jeg, som ellers primært er interesseret i atomer, molekyler og det der er endnu mindre, med at studere trækfugle. Sådan da. Det viser sig nemlig at trækfugle har en særlig sans, som vi mennesker ikke besidder: de kan “fornemme’’ retningen og intensiteten af magnetfelter – de har så at sige et indbygget kompas. Man ved stadig ikke hvordan denne kompas-sans egentlig virker, men der er forsket meget i netop dette i løbet af de sidste to årtier, og man er kommet frem til, at et protein kaldet cryptochrome må være ansvarlig for kompas-sansen (det er dog ikke endeligt bevist endnu). Der findes forskellige typer af cryptochrome-proteiner, og vi mennesker har endda selv nogle, som bl.a. er med til at styre vores døgnrytme. De sidder i nethinden i øjnene, og kræver lys for at fungere – dette skyldes et mindre fotoreceptor-molekyle, FAD (Flavin-adenin-dinukleotid), som er bundet inde i cryptochrome. Når FAD absorberer lys, sker der nogle kemiske reaktioner mellem FAD og cryptochrome, som aktiverer proteinet. For den type cryptochrome, som menes at stå bag magnetoreception, altså trækfuglenes kompas-sans, består denne aktivering i dannelsen af et radikal-par (to uparrede elektroner), og netop dette radikal-par kan fungere som kompas. Hvordan denne såkaldte radikalpar-mekanisme fungerer, var emnet i mit bachelorprojekt, og jeg skrev en artikel om dette i Hjerneblod nr. 3: kort fortalt, så kan et radikal-par eksistere i to forskellige spin-tilstande, kaldet singlet og triplet, og hvis man antager at forskellige kemiske reaktioner kan ske alt efter hvilken tilstand radikal-parret befinder sig i, så kan forholdet mellem kemiske reaktions-produkter fra hhv. singlet- og triplet-tilstande sige noget om eksterne magnetfelter, idet sådanne magnetfelter kan ”blande” singlet- og triplet-tilstande. I praksis vil det altså sige, at sådan et radikal-par vil skifte mellem at være singlet og triplet, med en frekvens som kan påvirkes af Jordens magnetfelt – og det er netop til at beskrive alt dette, at man er nødt til at bruge kvantefysik.
Når FAD (t.v.) absorberer lys sker tre elektronoverførsler, som involverer tre tryptofan-aminosyrer. Dermed fås et radikal mellem FAD og en tryptofan (t.h.). Cryptochrome ses i baggrunden.