Martin Moche
Om mig
Ansvarig för makromolekylär kristallografi på Protein Science Facility, Karolinska Institutet
Forskningsbeskrivning
Ketoacyl syntaser katalyserar formeringen av kol-kol bindningar i fettsyrebiosyntesen och inhiberas av ett naturligt antibiotikum med namnet cerulenin. Jag fann att cerulenin binder kovalent och irreversibelt i sin öppna form till cysteine i enzymets aktiva yta (1) och genom att jämföra E.coli/Synechosystis ketoacyl syntase strukturer med relaterade thiolase/polyketide syntase strukturer (2) förstår vi nu hur geometrin i det aktiva sitet varierar och leder till små men viktiga skillnader i reaktionsmekanism och susbstratspecificitet mellan dessa enzymfamiljer. I växter finns vattenlösliga desaturaser som katalyserar den första omättade cis-dubbelbindningen i helt mättade fettsyror d.v.s. ett första steg mot de essentiella omättade fettsyror som vi behöver. Under fettsyrebiosyntesen bärs den växande kolkedjan av acyl-carrier-protein (acyl-ACP) då längre mättade fettsyror inte är vattenlösliga och efter ett antal syntesrundor i kloroplasten blir själva fettsyran 18 kolatomer lång och helt mättad. De flesta desaturaser är membranbundna men vissa växter har vattenlösliga desaturaser som binder in acyl-ACP och placerar fettsyran inuti en bumerang formad kavitet, som har ett di-järn center centralt placerat i kavitetens böj, där enkelbindningen blir till en dubbelbindning under katalysen. När enzymet ”vilar” har de två järn-jonerna en syre-brygga mellan sig bestående av en enda syreatom, men när fettsyran (acyl-ACP) binder startar katalysen med att elektronbärarproteinet ferrodoxin reducerar syre-bryggan till vatten och de reducerade järn jonerna, som ändrat oxidationstal från +III till +II, aktiverar molekylärt syre, som i sin tur extraherar två väteatomer från den av kaviteten bundna och krökta mättade fettsyrans kolatom 9 och 10, räknat från fettsyrans karboxylgrupp. Den ena syreatomen från molekylärt syre blir till vatten och den andra blir till en ny syrebrygga mellan järn-jonerna i di-järn centrat. Jag bestämde 3D strukturen av desaturase i komplex med småmolekyler som liknar syre (3) och i komplex med acyl-ACP (4). Som ett resultat min avhandling och senare arbeten vet vi nu hur desaturase säkerställer att cis-dubbelbindningen hamnar mellan kolatomerna i position 9 och 10 (4), vilka aminosyror som är viktiga för den produktiva desaturase vs improduktiva oxidase reaktionen (5) samt att endast den ena subenheten i desaturase dimeren är aktiv under katalysen (6).
- Structure of the complex between the antibiotic cerulenin and its target, beta-ketoacyl-acyl carrier protein synthase. Moche M, Schneider G. Edwards P, Dehesh K. and Lindqvist Y. J Biol Chem 1999 Mar5, 274(10):6031-4.
- The crystal structure of beta-ketoacyl-acyl carrier protein synthase II from Synechocystis sp. at 1.54 A resolution and its relationship to other condensing enzymes. Moche M, Dehesh K, Edwards P, and Lindqvist Y. J Mol Biol 2001 Jan 19, 305(3):491-503.
- Azide and acetate complexes plus two iron-depleted crystal structures of the di-iron enzyme delta9 stearoyl-acyl carrier protein desaturase. Implications for oxygen activation and catalytic intermediates. Moche M, Shanklin J, Ghoshal A, Lindqvist Y. J Biol Chem. 2003 Jul4;278(27):25072-80. doi: 10.1074/jbc.M301662200.
- Remote control of regioselectivity in acyl-acyl carrier protein-desaturases. Guy JE, Whittle E, Moche M, Lengqvist J, Lindqvist Y, Shanklin J. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Oct 4, 108(40):16594-9.
- A single mutation in the castor Delta9-18:0-desaturase changes reaction partitioning from desaturation to oxidase chemistry. Guy JE, Abreu IA, Moche M, Lindqvist Y, Whittle E, Shanklin J. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Nov 14, 103(46):17220-4.
- Half-of-the-Sites Reactivity of the Castor Δ9-18:0-Acyl Carrier Protein Desaturase. Liu Q, Chai J, Moche M, Guy J, Lindqvist Y, Shanklin J. Plant Physiol. 2015 Sep, 169(1):432-41
Undervisning
Jag undervisar första- och andraårsstudenter i medicin och biomedicin om grundläggande begrepp och koncept inom protein-, lipid- och kolhydratstruktur och funktion, vitaminer och kofaktorer, samt energimetabolism, glykolys, TCA-cykeln och oxidativ fosforylering. Hur Diabetes påverkar insulin och glukagonreglering inom glukoneogenes, glykogenolys och glykogensyntes ingår också. Jag undervisar dessutom i organisk kemi, framförallt om kemisk binding.
Artiklar
- Article: CRYSTALS. 2024;14(12):1094Sandalova T; Sala BM; Moche M; Ljunggren H-G; Alici E; Henriques-Normark B; Agback T; Lesovoy D; Agback P; Achour A
- Article: ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY. 2024;68(10):e0090924-e00924Akaberi D; Lati MP; Krambrich J; Berger J; Neilsen G; Strandback E; Turunen SP; Wannberg J; Gullberg H; Moche M; Chinthakindi PK; Nyman T; Sarafianos SG; Sandstrom A; Jarhult JD; Sandberg K; Lundkvist A; Verho O; Lennerstrand J
- Article: SCIENTIFIC REPORTS. 2024;14(1):19656Jungholm O; Trkulja C; Moche M; Srinivasa SP; Christakopoulou M-N; Davidson M; Reymer A; Jardemark K; Fogaca RL; Ashok A; Jeffries G; Ampah-Korsah H; Strandback E; Andrell J; Nyman T; Nouairia G; Orwar O
- Article: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY. 2019;294(30):11404-11419Anandapadamanaban M; Kyriakidis NC; Csizmok V; Wallenhammar A; Espinosa AC; Ahlner A; Round AR; Trewhella J; Moche M; Wahren-Herlenius M; Sunnerhagen M
- Journal article: JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY. 2019;62(12):5922Thorsen A-G; Ekblad T; Karlberg T; Low M; Pinto AF; Tresaugues L; Moche M; Cohen MS; Schuler H
- Article: SCIENTIFIC REPORTS. 2017;7(1):14288Kumar R; Moche M; Winblad B; Pavlov PF
- Article: JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY. 2017;60(4):1262-1271Thorsell A-G; Ekblad T; Karlberg T; Low M; Pinto AF; Tresaugues L; Moche M; Cohen MS; Schuler H
- Article: STRUCTURE. 2016;24(8):1311-1321Anandapadamanaban M; Pilstal R; Andresen C; Trewhella J; Moche M; Wallner B; Sunnerhagen M
- Article: PLANT PHYSIOLOGY. 2015;169(1):432-441Liu Q; Chai J; Moche M; Guy J; Lindqvist Y; Shanklin J
- Article: NATURE STRUCTURAL & MOLECULAR BIOLOGY. 2013;20(8):1008-1014Anandapadamanaban M; Andresen C; Helander S; Ohyama Y; Siponen MI; Lundstrom P; Kokubo T; Ikura M; Moche M; Sunnerhagen M
- Article: NATURE METHODS. 2013;10(7):647-652Ducani C; Kaul C; Moche M; Shih WM; Hogberg B
- Article: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA. 2011;108(40):16594-16599Guy JE; Whittle E; Moche M; Lengqvist J; Lindqvist Y; Shanklin J
- Article: PLOS ONE. 2010;5(9):e12791Schutz P; Karlberg T; van den Berg S; Collins R; Lehtio L; Hogbom M; Holmberg-Schiavone L; Tempel W; Park H-W; Hammarstrom M; Moche M; Thorsell A-G; Schuler H
- Article: PLOS ONE. 2010;5(1):e8625Wisniewska M; Karlberg T; Lehtio L; Johansson I; Kotenyova T; Moche M; Schuler H
- Article: ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F: STRUCTURAL BIOLOGY AND CRYSTALLIZATION COMMUNICATIONS. 2009;65(Pt 11):1091-1096Herman MD; Moche M; Flodin S; Welin M; Tresaugues L; Johansson I; Nilsson M; Nordlund P; Nyman T
- Article: PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION AND BIOINFORMATICS. 2008;73(4):1047-1052Tresaugues L; Stenmark P; Schuler H; Flodin S; Welin M; Nyman T; Hammarstrom M; Moche M; Graslund S; Nordlund P
- Article: JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY. 2007;373(1):48-64Stenmark P; Moche M; Gurmu D; Nordlund P
- Article: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA. 2006;103(46):17220-17224Guy JE; Abreu IA; Moche M; Lindqvist Y; Whittle E; Shanklin J
- Article: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY. 2003;278(27):25072-25080Moche M; Shanklin J; Ghoshal A; Lindqvist Y
- Article: JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY. 2001;305(3):491-503Moche M; Dehesh K; Edwards P; Lindqvist Y
- Article: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY. 1999;274(10):6031-6034Moche M; Schneider G; Edwards P; Dehesh K; Lindqvist Y
- Visa fler
Alla övriga publikationer
- Preprint: BIORXIV. 2024Sandalova T; Sala BM; Moche M; Ljunggren H-G; Alici E; Henriques-Normark B; Agback T; Lesovoy D; Agback P; Achour A
- Preprint: BIORXIV. 2024Akaberi D; Lati MP; Krambrich J; Berger J; Neilsen G; Strandback E; Turunen SP; Wannberg J; Gullberg H; Moche M; Chinthakindi PK; Nyman T; Sarafianos SG; Sandström A; Järhult JD; Sandberg K; Lundkvist Å; Verho O; Lennerstrand J
- Conference publication: FASEB JOURNAL. 2015;29Schuler H; Thorsell A-G; Ekblad T; Karlberg T; Klepsch M; Pinto A; Tresaugues L; Moche M
Forskningsbidrag
- Swedish Research Council1 November 2018 - 31 December 2021
Anställningar
- Senior Forskningsinfrastrukturspecialist, Medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, 2023-
- Applikationsexpert, Strukturbiologi mjukvara, Nationellt superdatorcentrum, Linköping University, 2016-2018
Examina och utbildning
- MEDICINE DOKTORSEXAMEN, Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, 2003
Uppdrag
- SNIC koordinator på Karolinska Institutet, Sammanfoga forskning inom livsvetenskaperna med högprestandaberäkningar, Medicinsk Biokemi och Biofysik, Karolinska Institutet, https://staff.ki.se/national-academic-infrastructure-for-supercomputing-in-sweden-naiss, 2019-2021