Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

Blind date voor eiwitten

24 december 2009

Encounter complex belangrijker dan gedacht

Veel eiwitten hebben geen functie op zichzelf, maar maken onderdeel uit van eiwitcomplexen. Viciwinnaar Marcellus Ubbink heeft voor het eerst een belangrijke stap in de vorming van die complexen kunnen meten. Vóór de vorming van het definitieve complex, bevinden twee eiwitten zich eerst in een encounter complex. Dan tasten ze elkaar af zoals bij een blind date. En die blind date blijkt bij sommige eiwitten veel langer te duren dan eerder gedacht. De resultaten van het onderzoek werden onlangs gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society.

Marcellus Ubbink en zijn collega's onderzochten het encounter complex van twee eiwitten: cytochroom c peroxidase en cytochroom c. Dergelijke eiwitten komen veel voor in planten en bacteriën, maar ook in het menselijk lichaam. In het encounter complex draaien de twee eiwitten als in een paringsdans om elkaar heen. Zij zoeken dan naar een specifieke bindingsplaats om elektronen over te kunnen dragen. Tot nu toe ging men er van uit dat zo'n paringsdans maar een of twee procent van de tijd aanwezig is. Maar Ubbink ontdekte dat deze eiwitten wel dertig procent van de tijd met hun blind date bezig zijn.

Oppervlakkige indruk

Ubbink bracht op tien plaatsen op het oppervlak van cytochroom c peroxidase labels aan. Zodra cytochroom c bij zijn partner in de buurt kwam, veranderde het zogeheten NMR-spectrum van dat eiwit. Dan verandert de draaiing van de kernen in de atomen in het eiwit. Zo kon Ubbink meten welke stukjes van cytochroom c peroxidase tijdens de blind date werden bezocht door cytochroom c. Cytochroom c bleek maar vijftien procent van het andere eiwit te bekijken.

Uit het onderzoek van Ubbink bleek dat de eiwitten door positieve en negatieve ladingen op de eiwitten al in een goede positie worden gebracht om samen makkelijk een eiwitcomplex te kunnen vormen. Met behulp van computersimulaties kon hij daarna ook de mogelijke posities nabootsen.

Snel weer uit elkaar

Dankzij de elektrostatische kracht konden de twee eiwitten hun paringsdans lang volhouden, maar ze kunnen ook weer snel uit elkaar gaan, zoals wel vaker bij blind dates. Dit heeft vermoedelijk te maken met de biologische functie van het encounter complex. Zo'n complex moet namelijk ergens een elektron opnemen en het op een andere plek weer afgeven.

Marcellus Ubbink kreeg in 2008 een Vici uit de Vernieuwingsimpuls van NWO. Met deze subsidie kan hij het baanbrekende onderzoek naar eiwitten voortzetten dat hij eerder al startte met behulp van een Vidisubsidie. Eiwitten vormen de basis van oneindig veel processen, maar de werking van eiwitten is nog altijd grotendeels onduidelijk. Ubbink hoopt dat met zijn onderzoek te ontrafelen.

NWO

NWO is dé nationale wetenschapsfinancier en heeft tot taak het wetenschappelijke onderzoek in Nederland te laten excelleren via nationale competitie. Jaarlijks geeft NWO ruim 700 miljoen euro uit aan subsidies voor toponderzoek en toponderzoekers, vernieuwende instrumenten en apparatuur, en aan instituten waar toponderzoek wordt bedreven. NWO financiert het onderzoek van ruim 5300 getalenteerde wetenschappers aan universiteiten en instellingen. Selectie door middel van peer review is in handen van onafhankelijke deskundigen. NWO bevordert de overdracht van kennis naar de maatschappij.

..............................