Rubiks kubus op nanoschaal

Nieuws | de redactie
8 juli 2013 | Een aminozuurketen moet om een volwaardig eiwit te worden een soort Rubik’s kubus op nanoschaal oplossen. Dat gaat niet in willekeurige bewegingen, maar gebeurt met hulp van actieve andere eiwitten, zo concluderen onderzoekers van FOM-instituut AMOLF.

Prof. dr. ir. Sander Tans en zijn team laten zien dat in tegenstelling tot wat altijd werd gedacht, er wel degelijk actief gepuzzeld wordt in een cel om de nieuwe aminozuurketen in de juiste vorm te duwen teneinde er een volwaardig eiwit van te maken. Zij produceerden hun bevindingen deze week in het gerenommeerde Nature.

De puzzelaars in de cel die de moleculaire Rubiks kubus in elkaar zetten worden chaperonnes genoemd. Het is al lang bekend dat chaperonne-eiwitten belangrijk zijn voor de nieuwe eiwitten. Tot nu leek het echter dat ze de plakkerige aminozuurketens slechts uit elkaar houden voordat het vouwen begint, om zo grote eiwitklonters te voorkomen. Ook was reeds bekend dat chaperonnen verkeerd gevouwen eiwitten helpen te ontvouwen, zodat het eiwit een nieuwe poging kan ondernemen.

Een elegante vouwpuzzel

Uit het nieuwe FOM-onderzoek blijkt dat een chaperonne, ‘Trigger Factor’ genaamd, eiwitten vastpakt tijdens het vouwen en zo helpt de vouwpuzzel op te lossen. De manier waarop dat gebeurt is verassend eenvoudig en elegant. Door met meerdere chaperonnes aan één aminozuurketen te binden, delen de chaperonnes het probleem op in eenvoudigere, kleinere deelproblemen.

Op die manier kan een aminozuurketen op verschillende plekken onafhankelijk vouwen, en zo foutloos een complex eiwit vormen. Dit algemene principe verklaart ook meteen hoe één soort chaperonne aan zoveel verschillende soorten eiwitten kan binden om ze te helpen.

De onderzoekers maakten deze doorbraak in het begrip van chaperonnes mogelijk door aan één enkel vouwend eiwit te meten. De onderzoekers verbonden het vouwende eiwit aan kleine plastic balletjes, die door een laserbundel werden opgepakt. Omdat vouwen de aminozuurketen korter maakt, verschoven de balletjes. De laser registreerde dat. Zo konden de onderzoekers het vouwproces met lengtemetingen volgen.

De onderzoekers zagen dat het eiwit stap voor stap verschillende lengtes aannam. Dat gaf aan dat het eiwit op sommige momenten gedeeltelijk gevouwen was – een effect dat te wijten is aan de chaperonnes die het gevouwen deel van het eiwit stabiliseerden. Zonder de hulp van de chaperonnes zou het eiwit in één stap van ontvouwen naar volledig gevouwen toestand gaan.

Groot medisch belang

Een beter begrip van het vouwen van eiwitten is van groot medisch belang. Eiwitten liggen aan de basis van alle biologische functionaliteit. Als er iets mis gaat met vouwen worden eiwitten niet productief – ze blijven dan ook plakkerig. Deze plakkerigheid lijkt ten grondslag te liggen aan veel ziekten, waaronder Alzheimer, en aan veroudering. De studie laat ook zien dat huidige computersimulaties van het vouwproces een essentieel onderdeel missen: de spelers van de vouwpuzzel.


Schrijf je in voor onze nieuwsbrief
«

ScienceGuide is bij wet verplicht je toestemming te vragen voor het gebruik van cookies.

Lees hier over ons cookiebeleid en klik op OK om akkoord te gaan

OK