Losse eindjes binden zich onverwacht
Modelsysteem voor complexe samenspel eiwitten
Virussen en bacteriën weten zich aan cellen te koppelen dankzij kleine
herkenningspunten op het celmembraan. Het virus gaat met al die punten
zwakke interacties aan, en zo ontstaat een samenwerking. Dit complexe
samenspel druist soms compleet tegen de intuïtie in, concluderen
onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de
Universiteit Twente. Zij zijn erin geslaagd de zwakke interacties na
te bootsen in een modelsysteem en publiceren hierover deze week in de
gezaghebbende Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Een virus herkent een cel aan de herkenningspunten waarmee de cel
normaal gesproken communiceert met de buitenwereld. Het virus koppelt
zich daarbij aan meerdere punten, allemaal via zwakke interacties die
onderling gaan samenwerken. Het is daarbij zelfs in staat de cel te
vervormen om zoveel mogelijk interacties aan te gaan. Dit complexe
samenspel is nu door promovenda Olga Crespo en postdoc Choon Woo Lim
onderzocht met een modelsysteem. Bolvormige dubbelwandige blaasjes,
zogenaamde vesicles, staan in hun onderzoek model voor het
celmembraan. Deze vesicles zijn uitgerust met receptoren,
vergelijkbaar met de herkenningspunten op het celmembraan. Deze
receptoren herkennen specifieke moleculen.
Het virus zoekt meerdere herkenningspunten op het celmembraan en
vervormt daarvoor zelfs het membraan
Losse eindjes
Die moleculen binden zich op hun beurt aan metaalionen. Het type
metaal bepaalt hoe sterk de binding is. En daar treedt een verrassend
effect op dat geheel tegen de intuïtie ingaat: juist een zwákker
bindend metaal als nikkel geeft sterke samenklontering van de
vesicles, terwijl bij een sterk bindend metaal geen samenklontering
optreedt. In hun PNAS-publicatie geven de onderzoekers hiervoor een
verklaring. Koper laat door sterke interacties geen `losse eindjes'
vallen: er zijn geen ongebruikte bindingsplaatsen aan de vesicles.
Nikkel, dat zwakker bindt, gaat daardoor `slordiger' te werk, zodat er
wél bindingsplaatsen zijn. Vesicles klampen zich dan aan elkáár vast:
de oppervlakken herkennen elkaar en gaan de meervoudige interacties
aan die ook kenmerkend zijn voor de binding tussen cel en virus.
Simpele en kleine moleculen leiden daarmee, door samenwerking tot
complexe interacties. Het onderzoek geeft daarmee veel inzicht in het
proces van moleculaire herkenning, dat ook toe te passen is in
bijvoorbeeld chips die eiwitten herkennen.
Moleculen binden zich aan de receptoren op het oppervlak van de
vessicle en aan de andere kant binden ze zich via koperionen. Koper
bindt sterk en laat geen ruimte voor losse eindjes die een verbinding
aangaan met andere vessicles
Bij nikkel is dat anders, daar zijn wel losse uiteinden, al dan niet
met een nikkel-ion.
Die koppelen zich aan meerdere losse uiteinden van andere vessicles,
waardoor de vessicles samenklonteren
De onderzoekers zijn werkzaam in de groepen Molecular Nanofabrication
van prof. Jurriaan Huskens en Supramolecular Chemistry & Technology
van prof. David Reinhoudt; beide groepen maken deel uit van het MESA+
Instituut voor Nanotechnologie van de UT.
Het artikel `Intravesicular and intervesicular interaction by
orthogonal multivalent host-guest and metal-ligand complexation' van
Choon Woo Lim, Olga Crespo-Biel, Marc C. A. Stuart, David N.
Reinhoudt, Jurriaan Huskens en Bart Jan Ravoo verschijnt nog in druk
en is online te vinden in de Early Edition van de Proceedings of the
National Academy of Sciences of the USA (PNAS), www.pnas.org
Contactpersoon voor de pers: Wiebe van der Veen, tel (053) 4894244
Top
Laatst gewijzigd op 17-04-2007 09:38:35 door Webmaster
Universiteit Twente