Hjem
Click
  • E-postOyvind.Halskau@uib.no
  • Telefon+47 55 58 45 63
  • Besøksadresse
    Høyteknologisenteret i Bergen, Bioblokken, Thormøhlensgt. 55
    Rom: 
    524C2
  • Postadresse
    Postboks 7800
    5020 Bergen

Membraner som katalysatorer i proteinmisfolding

Cellen, livets grunnenhet, er avgrenset av cellemembranen, en tynn barriere på bare noen få nanometer. Dette er ikke en fast barriere, men snarere en forholdsvis flytende, oljeaktig substans, dersom en skal trekke paralleller til vår makroskopiske verden. Den består av lipider, molekyler som slekter på fettstoffer eller oljer, samt proteiner. Det er også kjeder av sukkermolekyler forankret til membranen, enten direkte til lipidene eller til proteiner som selv er en del av membranen. Cellemembranen tillater noen molekyler å passere gjennom seg, men er ugjennomtrengelig for andre. Mange av cellemembranens bestanddeler -- både proteiner, lipider og sukkermolekyler -- er godt forstått med hensyn på individuelle egenskaper og funksjon. Men i det komplekse og stadig skiftende miljø i en cellemembran har det så langt vært en utfordring å forstå hvordan hver komponent kan påvirke hverandre. Dette prosjektet har til hensikt å undersøke hvordan lipider påvirker proteiner og hvordan proteiner påvirke lipidene som gir cellemembranen sin integritet som barriere. Et av de viktigste spørsmålene i prosjektet er hvorvidt noen lipider eller fysiske tilstander av membranen kan føre til at visse proteiner mister sine struktur. Proteiner vil normalt trenge å ha en bestemt struktur, eller fold som det kalles, for å oppnå sin biokjemiske funksjon. Dersom denne vanligvis spontane prosessen blir forstyrret kan proteiner danne skadelige tilstander i stedet. Dette er normalt kalt protein misfolding. Prosjektet stiller spørsmål om noen lipider kan forårsake misfolding hos visse membranassosierte proteiner i et raskere tempo normalt. Slike misfoldingshendelser er implisert i mange sykdommer, inkludert Parkinsons, Alzheimers og diabetes II.

Dette prosjektet er bevilget av Forskningsrådets prosjekt#240063 og støttes også  av Bergen Medisinske Forskningsstiftelse.

 

Kromatinorientert genregulering og cellenes minne

Denne problematikken er utarbeidet av Rein Aasland, og vårt bidrag er å hjelpe til å forstå strukturen og dynamikken til proteiner som gjenkjenner metyleringer på histoner. Dette arbeidet gjøres ved hjelp av høyoppløselig NMR. Se Reins egne sider for mer informasjon. Genetisk informasjon er lagret i DNA’et i genomet vårt. DNA er pakket og strukturert på forskjellige vis, og proteinkomplekset kromatin er en del av denne pakkingen. Men kromatinet kan også bære informasjon som er viktig for hvordan gener blir uttrykket (eller ikke). Denne informasjonen er lagret i form av biokjemiske modifiseringer på histoner, som sammen med DNA’et det pakker danner nukleosomer.  Repeterende nukleosomer utgjør så kromatinet. Hvordan kromatinet bærer informasjon, både som følge av modifikasjoner og som følge av hvordan det pakker og tilgjegeligjør DNA er ubesvarte spørsmål.

 

Enteroteoksigenisk Esherichia coli (ETEC)

Vi har også et lite bidrag inn mot vaksineutviklingsprosjektet ETECvac, hvor vi også bidrar med NMR-ekspertise:

ETEC overføres via feces, for så å kolonisere tynntarmen. Bakteriens adhesjon til tarmepitelet er styrt av koloniseringsfaktorer og proteinstrukturer på bakterieoverflaten. ETEC sekrerer varmestabile og varmelabile enterotoksiner som forårsaker stor sekresjon av salter og vann, noe som resulterer i diaré. I verste fall får pasienten en koleralignende tilstand. Igjen dreier vårt bidrag seg rundt å karakterisere struktur og dynamikk til de sekrerte faktorene ved hjelp av NMR. Vi vil også karakterisere interaksjonsflater mellom toksinene og en av tynntarmens reseptorer, samt antistoffer. Dette er et (av flere) nødvendige steg for å lage en vaksine som ikke er sykdomsfremkallende, men allikevel forårsaker en immunrespons.

MOL310 Strukturell Molekylærbiologi

Målet for emnet er å gi studentene kunnskap om forholdet mellom biomakromolekylers struktur og funksjon.

MOL320 Avanserte Metoder i Biokjemi

Dette kurset gir studentene en praktisk innføring med noe tilhørende teori i biofysikalske metoder som er tilgjengelig ved Molekylærbiologis Institutt.  Kurset er modulbasert og bygget rundt praktisk laboratoriearbeid og dataanalyse. Eksempler på moduler som gis er: Surface Plasmon Resonance, Isothermal Calorimetry, Fluorescence og Protein NMR.

MOL210 Lipidbiokjemi

Dette kurset, som jeg underviser sammen med Aurelia Lewis, er ment å gi studenten en fordypning i lipiders kjemiske, cellulære og patologiske egenskaper.


Tidligere kurs og mindre undervisningsbidrag:

2015: MBV 9520 (2x45 min forelesning i proteindynamikk, BIOSTRUCT-kurs på nasjonalt nivå)
2014: MOL950 (en bitteliten praktisk NMR-modul, BIOSTRUCT-kurs på nasjonalt nivå)
2011‐13: Forelesning (2x 45 min, biokjemi og kolloidkjemi) i BMED325 ‐ Nanobiokjemi
2012: Forelesning in Atomic Force Microscopy (1 x45 min, BIOSTRUCT-kurs på nasjonalt nivå)
2007‐11: Forelesninger og diskusjoner i BMED310 ‐ Vitenskapsfilosofi
1998‐2001: Statistikk (SOK33B) og Uorganisk Kjemi (K102)

  • Strømland, Øyvind; Jakubec, Martin; Furse, Samuel Robert; Øyvind, Halskau jr. 2016. Detection of Misfolded Protein Aggregates from a Clinical Perspective. Journal of Clinical and Translational Research. 2: 11-26. doi: http://dx.doi.org/10.18053/jctres.02.201601.003
  • Wen, Hanzhen; Strømland, Øyvind; Halskau, Øyvind. 2015. α-lactalbumin: oleic acid complex spontaneously delivers oleic acid to artificial and erythrocyte membranes. Journal of Molecular Biology. 427: 3177-3187. doi: 10.1016/j.jmb.2015.08.009
  • Schillinger, Anne-Sophie; Grauffel, Cédric; Khan, Hanif Muhammad; Halskau, Øyvind; Reuter, Nathalie. 2014. Two homologous neutrophil serine proteases bind to POPC vesicles with different affinities: When aromatic amino acids matter. Biochimica et Biophysica Acta - Biomembranes. 1838: 3191-3202. doi: 10.1016/j.bbamem.2014.09.003
  • Skjevik, Åge Aleksander; Mileni, Mauro; Baumann, Anne; Halskau, Øyvind; Teigen, Knut; Raymond C., Stevens; Martinez, Aurora. 2014. The N-terminal sequence of tyrosine hydroxylase is a conformationally versatile motif that binds 14-3-3 proteins and membranes. Journal of Molecular Biology. 426: 150-168. doi: 10.1016/j.jmb.2013.09.012
  • Havukainen, Heli; Münch, Daniel; Baumann, Anne; Zhong, Shi; Halskau, Øyvind; Krogsgaard, Michelle; Amdam, Gro Vang. 2013. Vitellogenin recognizes cell damage through membrane binding and shields living cells from reactive oxygen species. Journal of Biological Chemistry. 288: 28369-28381. doi: 10.1074/jbc.M113.465021
  • Lystvet, Sina Maria; Volden, Sondre; Singh, Gurvinder; Rundgren, Ida Marie; Wen, Hanzhen; Halskau, Øyvind; Glomm, Wilhelm. 2013. Anticancer Activity from Gold-alpha-Lactalbumin Nanoconstructs? Journal of Physical Chemistry C. 117: 2230-2238. doi: 10.1021/jp3104886
  • Lystvet, Sina Maria; Volden, Sondre; Singh, Gurvinder; Yasuda, Masahiro; Halskau jr, Øyvind; Glomm, Wilhelm. 2013. Tunable photophysical properties, conformation and function of nanosized protein–gold constructs. RSC Advances. 3: 482-495. doi: 10.1039/c2ra22479h
  • Solbak, Sara Marie Øie; Reksten, Tove Ragna; Hahn, Friedrich; Wray, Victor; Henklein, Petra; Henklein, Peter; Halskau, Øyvind; Schubert, Ulrich; Fossen, Torgils. 2013. HIV-1 p6 - a structured to flexible multifunctional membrane-interacting protein. Biochimica et Biophysica Acta - Biomembranes. 1828: 816-823. doi: 10.1016/j.bbamem.2012.11.010
  • Wen, Hanzhen; Glomm, Wilhelm; Halskau, Øyvind. 2013. Cytotoxicity of bovine alpha-lactalbumin: Oleic acid complexes correlates with the disruption of lipid membranes. Biochimica et Biophysica Acta - Biomembranes. 1828: 2691-2699. doi: 10.1016/j.bbamem.2013.07.026
  • Baumann, Anne; Gjerde, Anja Underhaug; Ying, Ming; Svanborg, Catharina; Holmsen, Holm A; Glomm, Wilhelm; Martinez, Aurora; Halskau jr, Øyvind. 2012. HAMLET forms annular oligomers when deposited with phoshpolipid monolayers. Journal of Molecular Biology. 418: 90-102. doi: 10.1016/j.jmb.2012.02.006
  • Bustad, Helene J.; Skjærven, Lars; Ying, Ming; Halskau jr, Øyvind; Baumann, Anne; Rodriguez-Larrea, David; Costas, Miguel; Underhaug, Jarl; Sanchez-Ruiz, Jose Manuel; Martinez, Aurora. 2012. The peripheral binding of 14-3-3gamma to membranes involves isoform-specific histidine residues. PLoS ONE. 7. doi: 10.1371/journal.pone.0049671
  • Havukainen, Heli; Underhaug, Jarl; Wolschin, Florian; Amdam, Gro Vang; Halskau jr, Øyvind. 2012. A vitellogenin polyserine cleavage site: highly disordered conformation protected from proteolysis by phosphorylation. Journal of Experimental Biology. 215: 1837-1846. doi: 10.1242/jeb.065623
  • Schillinger, Anne-Sophie; Grauffel, Cédric; Halskau, Øyvind; Reuter, Nathalie. 2012. PR3 Interacts Directly to Lipid Bilayers: Evidence from MD Simulations and SPR Experiments. Biophysical Journal. 102: 497A-497A.
  • Volden, Sondre; Lystvet, Sina Maria; Halskau jr, Øyvind; Glomm, Wilhelm. 2012. Generally applicable procedure for in situ formation of fluorescent protein-gold nanoconstructs. RSC Advances. 2: 11704-11711. doi: 10.1039/c2ra21931j
  • Glomm, Wilhelm; Volden, Sondre; Ese, Marit-Helen; Halskau jr, Øyvind. 2011. Interactions of α-Lactalbumin and Cytochrome с with Langmuir Monolayers of Glycerophospholipids. Journal of Dispersion Science and Technology. 32: 150-158. doi: 10.1080/01932690903543287
  • Havukainen, Heli; Halskau jr, Øyvind; Amdam, Gro Vang. 2011. Social pleiotropy and evolution of honey bee vitellogenin. Molecular Ecology. 20: 5111-5113. doi: 10.1111/j.1365-294X.2011.05351.x
  • Havukainen, Heli; Halskau jr, Øyvind; Skjærven, Lars; Smedal, Bente; Amdam, Gro Vang. 2011. Deconstructing honeybee vitellogenin: novel 40 kDa fragment assigned to its N terminus. Journal of Experimental Biology. 214: 582-592. doi: 10.1242/jeb.048314
  • Johannessen, Helene Bustad; Underhaug, Jarl; Halskau jr, Øyvind; Martinez, Aurora. 2011. The binding of 14-3-3 gamma to membranes studied by intrinsic fluorescence spectroscopy. FEBS Letters. 585: 1163-1168. doi: 10.1016/j.febslet.2011.03.027
  • Lystvet, Sina Maria; Volden, Sondre; Halskau jr, Øyvind; Glomm, Wilhelm. 2011. Immobilizaton onto gold nanoparticles alters α-lactalbumin interaction with pure and mixed phospholipid monolayers. Soft Matter. 7: 11501-11509. doi: 10.1039/c1sm06337e
  • Lystvet, Sina Maria; Volden, Sondre; Yasuda, Masahiro; Halskau jr, Øyvind; Glomm, Wilhelm. 2011. Emergent membrane-affecting properties of BSA-gold nanoparticle constructs. Nanoscale. 3: 1788-1797. doi: 10.1039/c0nr00948b
  • Wen, Hanzhen; Rundgren, Ida M.; Glomm, Wilhelm; Halskau jr, Øyvind. 2011. Benchmarking Different BAMLET-like Preparations with Resepct to Tryptophan Exposure, Interfacial Activity, and Effect on Cell Viability. Bioanalysis & Biomedicine. 5 sider. doi: 10.4172/1948-593X.S5-003
  • Halskau jr, Øyvind; Volden, Sondre; Calvo, Ana C; Martinez, Aurora; Glomm, Wilhelm. 2010. Adsorption and bioactivity of tyrosine hydroxylase on gold surfaces and nanoparticles. Protein peptide letters. 17: 1376-1382.
  • Mossberg, Ann-Kristin; Puchades, Maja; Halskau jr, Øyvind; Baumann, Anne; Lanekoff, Ingela; Chao, Yinxia; Martinez, Aurora; Svanborg, Catharina; Karlsson, Roger. 2010. HAMLET interacts with lipid membranes and perturbs their structure and integrity. PLoS ONE. 5. 10 sider. doi: 10.1371/journal.pone.0009384
  • Glomm, Wilhelm Robert; Volden, Sondre; Halskau, O; Halskau jr, Øyvind; Ese, Marit-Helen G. 2009. Same System-Different Results: The Importance of Protein. Introduction Protocols in Langmuir-Monolayer Studies of Lipid-Protein Interactions. Analytical Chemistry. 81: 3042-3050. doi: 10.1021/ac8027257
  • Halskau jr, Øyvind; Muga, Arturo; Martinez, Aurora. 2009. Linking new paradigms in protein chemistry to reversible membrane-protein interactions. Current protein and peptide science. 10: 339-359.
  • Halskau jr, Øyvind; Ying, Ming; Baumann, Anne; Kleppe, Rune; Rodriguez-Larrea, David; Almås, Bjørg; Haavik, Jan; Martinez, Aurora. 2009. Three-way interaction between 14-3-3 proteins, the N-terminal region of tyrosine hydroxylase and negatively charged membranes. Journal of Biological Chemistry. 284: 32758-32769. doi: 10.1074/jbc.M109.027706
  • Sælensminde, Gisle; Halskau jr, Øyvind; Jonassen, Inge. 2009. Amino acid contacts in proteins adapted to different temperatures: hydrophobic interactions and surface charges play a key role. Extremophiles. 13: 11-20. doi: 10.1007/s00792-008-0192-4
  • Halskau jr, Øyvind; Perez-Jimenez, Raul; Ibarra-Molero, Beatriz; Underhaug, Jarl; Muñoz, Victor; Martinez, Aurora; Sanchez-Ruiz, Jose Manuel. 2008. Large-scale modulation of thermodynamic protein folding barriers linked to electrostatics. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105: 8625-8630. doi: 10.1073/pnas.0709881105
  • Sælensminde, Gisle; Halskau jr, Øyvind; Jonassen, Inge. 2008. Amino acid contacts in proteins adapted to different temperatures: hydrophobic interactions and surface charges play a key role. Extremophiles. doi: 10.1007/s00792-008-0192-4
  • Glomm, Wilhelm R; Halskau jr, Øyvind; Halskau, Jr., Øyvind; Hanneseth, Ann-Mari D; Volden, Sondre. 2007. Adsorption Behavior of Acidic and Basic Proteins onto Citrate-Coated Au Surfaces Correlated to Their Native Fold, Stability, and pI. Journal of Physical Chemistry B. doi: 10.1021/jp074839d
  • Sælensminde, Gisle; Saelensminde, G; Halskau, Øyvind; Halskau, O; Helland, Ronny; Willassen, Nils Peder; Jonassen, I. 2007. Structure-dependent relationships between growth temperature of prokaryotes and the amino acid frequency in their proteins. Extremophiles. 11: 585-596. doi: 10.1007/s00792-007-0072-3
  • Halskau jr, Øyvind. 2005. Structure and dynamics of the peripheral protein Lactalbumin in relation to its membrane binding capability.
  • Halskau, Øyvind; Underhaug, Jarl; Frøystein, Nils Åge; Martinez, Aurora. 2005. Conformational flexibility of alpha-lactalbumin related to its membrane binding capacity. Journal of Molecular Biology. 349: 1072-1086. doi: 10.1016/j.jmb.2005.04.020
  • Rødland, Ingunn; Halskau, Øyvind; Martinez, Aurora; Holmsen, Holm A. 2005. α-Lactalbumin binding and membrane integrity – effect of charge and degree of unsaturation of glycerophospholipids. Biochimica et Biophysica Acta - Biomembranes. 1717: 11-20. doi: 10.1016/j.bbamem.2005.09.004
  • Rødland, Ingunn; Halskau, Øyvind; Martinez, Aurora; Holmsen, Holm A. 2005. alpha-Lactalbumin binding and membrane integrity--effect of charge and degree of unsaturation of glycerophospholipids. Biochimica et Biophysica Acta - Molecular and Cell Biology of Lipids. 1717: 11-20.
  • Agasøster, Armelle, V.; Halskau, Øyvind; Fuglebakk, Edvin; Frøystein, Nils Å.; Muga, Arturo; Holmsen, Holm A; Martinez, Aurora. 2003. The interaction of peripheral proteins and membranes studied with alpha-lactalbumin and phospholipid bilayers of various compositions. Journal of Biological Chemistry. 278: 21790-21797.
  • Halskau, Øyvind; Frøystein, Nils Å.; Martinez, Aurora. 2002. Detaljer i utilgjengelig systemer – membran-protein vekselvirkninger. NBS-nytt. 26: 16-19.
  • Halskau, Øyvind; Frøystein, Nils Å.; Muga, Arturo; Martinez, Aurora. 2002. The Membrane-bound Conformation of a-Lactalbumin Studied by NMR-monitored 1H Exchange. Journal of Molecular Biology. 321: 99-110.
  • Halskau, Øyvind. 2000. The membrane bound conformation of bovine alpha-lactalbumin studied by NMR-monitored 1H-exchange. Kjemisk institutt, UiB, Kjemisk institutt, UiB. 152 sider.

Se fullstendig oversikt over publikasjoner i CRIStin.

NMR og annen spektroskopi (Fluorescence, CD m.m.). Membran- og overflate relaterte teknikker slik som liposomer, Langmuir, Lanmuir-Blodget, samt Atomic Force Microscopi og Quarts Crystal Microbalance (i samarbeid med NTNU). Computerassistert analyse av eksperimentelle data, for eksempel mulit-dimensjonelle NMR-data og Differential Scanning Calorimetri-data.

2014:The membrane as a catalyst of damaging protein misfolding events (Research Council of Norway grant #240063)

2009: Interfaces as folding templates for polypetides (With associate professor Wilhelm Glomm)

2008: From details to drugs – a thorough structural and dynamic analysis of 14-3-3, tyrosine hydroxylase and membranes (Lie and Jensens fund/Norwegian Cancer Society, grant #58240001, with Professor Aurora Martínez)

2007: Dissecting molecular properties of honey bee vitellogenin (Research Council of Norway, grant #185306, with Professor Gro Vang Amdam)

2006: Linking new paradigms in protein chemistry to membrane-protein interaction, apoptosis and signalling (Norwegian Cancer Society, grant #06109/01, with Professor Aurora Martínez)

2002: Structural characterization of protein folding variants that induce apoptosis in tumor cells (Research Council of Norway, grant #149117, with Professor Aurora Martínez)