Eiwit in de houdgreep

Eiwit in de houdgreep
Kennislink, 31 dec 2007
Amsterdamse en Groningse onderzoekers hebben ontdekt hoe eiwitchaperonnes werken. Dat zijn moleculen
die eiwitten helpen op de juiste manier te vouwen en te ontrafelen. Chaperonnes blijken de eiwitten in een
moleculaire houdgreep te nemen. De sterkste wint.
Eiwitten hebben een belangrijke functie in elke levende cel: ze zorgen ervoor dat reacties vlekkeloos kunnen verlopen.
Opgebouwd uit vaak duizenden aminozuren, vouwen ze zich tot een klein bolletje. De functie van het eiwit wordt niet alleen
bepaald door de volgorde van de aminozuren, maar ook door de vorm van het bolletje door interne bindingen op specifieke
plekken.
Als een eiwit niet op de goede manier gevouwen is, ontstaat een onbruikbaar molecuul. Dat kan gevaar opleveren: een gevolg
van samenklontering van ‘foute’ eiwitten in de hersenen, waarbij hersencellen worden overwoekerd, is de ziekte van Alzheimer,
een vorm van dementie.
Lange sliert
Veel eiwitten werken niet in de cel, maar tussen de cellen. Omdat ze wel in een cel zijn geproduceerd, moeten ze door de celwand
(bij planten en bacteriën) of het celmembraan (bij dieren) worden vervoerd. Eigenlijk zijn de openingen in de wanden en
membranen daarvoor te klein. De oplossing: het eiwit tijdelijk ontvouwen tot een lange sliert aminozuren. Maar dat is nog niet
zo gemakkelijk. De bindingen zijn zo sterk dat het eiwit steeds weer in elkaar kronkelt.
Bij zowel het vouwen als het ontrafelen van eiwitten is hulp nodig van chaperonne-moleculen, ofwel ‘begeleiders’. Die binden
zich op bepaalde plekken aan het eiwit en bepalen zo wanneer en waar de interne bindingen in de eiwitsliert ontstaan of juist
verdwijnen. Tot voor kort was het onduidelijk hoe zo’n chaperonne precies werkt.
Een eiwitketen (wit) probeert zich te vouwen, maar wordt tegen gehouden door een chaperonne-molecuul (geel). Later zal het blauwe
eiwit in de celwand het uitgerolde witte eiwit naar de andere kant brengen. Bron: Sander Tans / Graham T. Johnson.
Kracht tegen Alzheimer
Wetenschappers uit Groningen en Amsterdam hebben voor het eerst aangetoond hoe een chaperonne werkt. Door met een
minuscuul pincet de uiteinden van een enkel bacterieel eiwit vast te pakken, bleef het eiwit uitgerold. Een chaperonne moet ook
zo te werk gaan. Hij houdt het eiwit als het ware in een moleculaire houdgreep. De kracht die op de eiwituiteinden werkt moet
daarbij groter zijn dan de kracht van de interne bindingen.
Door kracht uit te oefenen op eiwitten in de hersenen kunnen chaperonnes wellicht ook ziektes als Alzheimer voorkomen. Een
van de onderzoekers: ‘We zijn er met deze techniek achter gekomen dat chaperonnes de samenklontering echt tegen kunnen
gaan.’
Met een bepaalde hoeveelheid kracht zijn in dit eiwitmodel al negentig bindingen tussen aminozuren losgemaakt. Nog meer kracht is
nodig om het eiwit helemaal te laten ontvouwen. Bron: FOM
Zie ook:
De website van FOM, de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie
Eiwit voorspelt Alzheimer (Kennislink artikel van de VU)
Biomoleculen ontvouwen (Kennislink artikel van FOM)