A&F Agrotechnology & Food Innovations
7 jul 2009
Onderdeel: Agrotechnology en Food Sciences Group
Bij de leerstoelgroep Biochemie is door promovenda Sanne Nabuurs een
opmerkelijke ontdekking gedaan: een milde verandering van
omstandigheden (namelijk een betrekkelijk geringe verlaging van de
zoutconcentratie) geeft aanleiding tot een drastische verandering in
de ruimtelijke structuur van een eiwit.
De nieuwe driedimensionale (3D-)structuur van het door Sanne
bestudeerde eiwit flavodoxine, dat elektronen kan overdragen, lijkt
totaal niet op de vorm die het eiwit heeft bij hogere
zoutconcentratie.
De observatie is opmerkelijk omdat een belangrijk theorema in de
Biochemie, dat bestaat sinds de jaren 60 van de vorige eeuw, stelt dat
de 3D-structuur van een eiwit bepaald wordt door de aminozuurvolgorde
van dat eiwit. Een eiwit vouwt zich op naar een unieke vorm die de
laagste energie heeft en functioneel actief is.
Het werk van Sanne Nabuurs - die werkt in de
eiwitvouwingsgroep van Dr. Carlo van Mierlo - laat zien dat de
aminozuurvolgorde van een eiwit inderdaad codeert voor de functionele
vorm van een eiwit, maar ook een ruimtelijke pakking van het
eiwitmolecuul mogelijk maakt die totaal anders is. In de functionele
vorm van het eiwit flavodoxine bevinden zich wenteltrapachtige
eenheden, de zogenaamde alfahelices. Daarnaast bevindt zich in het
centrum van dit eiwit een platte plaat, een zogenaamde beta-sheet. Het
eiwit kan omschakelen naar een vorm welke geen beta-sheet bevat, omdat
deel van deze beta-sheet alfahelix geworden is. Deze nieuwe vorm van
het eiwit is zeer flexibel en plakkerig, omdat watermijdende
aminozuren die normaal zich in de kern van een eiwit bevinden, nu naar
buiten steken. Deze vorm wordt een molten globule (een âgesmolten
bolâ) genoemd. Het aan elkaar plakken van meerdere van deze molten
globule moleculen is gevaarlijk omdat eiwitaggregatie aanleiding kan
geven tot verwoestende ziektes zoals Alzheimer, new variant
Creutzfeld-Jacob, BSE en Parkinson.
Het omschakelen tussen verschillende ruimtelijke structuren van een
eiwit bij slechts een geringe verandering van de externe
omstandigheden is een fenomeen dat bij veel meer eiwitten een rol zal
spelen, stelt Sanne Nabuurs. Deze omschakeling is de vermoedelijke
bron die leidt tot de genoemde verwoestende ziektes. Derhalve is de
ontdekking reden tot publicatie in het prestigieuze tijdschrift
Journal of the American Chemical Society.
Contact
Agrotechnology & Food Sciences Group
Carlo van Mierlo
Sanne Nabuurs