Hoefijzervormige `Parkinsoneiwitten' vormen klonten
Plaques
Een opstaande kant van het hoefijzer kan gemakkelijk de ruimte
tussen twee opstaande kanten van een ander hoefijzer opvullen.
Op die manier ontstaat een stabiel aggregaat van aS-moleculen.
De ziekte van Parkinson wordt gekenmerkt door ophopingen van
eiwitten in de hersenen, plaques genoemd. Het hoofdbestanddeel
van deze plaques is het eiwit alpha-Synucleine, kortweg aS.
`Maar welke rol het eiwit in de hersens speelt is nog niet
duidelijk,' zegt Huber. Ook over de functie van de plaques
verschillen de wetenschappers nog van mening.
Binding aan membraan
Wel zijn ze het er over eens dat interactie met zenuwmembranen
van belang is voor de biologische werking van aS, en daarmee
misschien ook voor de ontwikkeling van Parkinson. Eerder
toonden Huber en haar collega's al aan dat het normaal
ongestructureerde eiwit, met 140 aminozuren relatief klein, bij
binding aan een membraan plotsklaps een duidelijke vorm
aanneemt. Twee stukjes ervan draaien tot een kurkentrekkervorm,
de zogenoemde a- helix, ertussenin blijft een deel zoals het
was. Zo bindt het uiteindelijk in de vorm van een hoefijzer aan
het membraan.
Samenklontering
Nu laten de onderzoekers in het Journal of the American
Chemical Society (JACS) zien dat aS niet alleen van structuur
verandert, maar ook dat meerdere van deze eiwitten
samenklonteren bij interactie met een membraan. Een
gedetailleerd model laat zien hoe de wisselwerking tussen de
eiwitten onderling is. `Dit is misschien ook een van de redenen
waarom aS die hoefijzervorm aanneemt,' vertelt de Leidse
biofysicus. `Een opstaande kant van het hoefijzer kan
gemakkelijk de ruimte tussen twee opstaande kanten van een
ander hoefijzer opvullen. Op die manier ontstaat een stabiel
aggregaat van aS-moleculen.'
Unieke techniek
Het bestaan van eiwitaggregaten is geen nieuws. Maar tot op
heden bestond er nog geen manier om te kunnen bepalen hoe die
precies in elkaar zitten. De techniek die de Leidse biofysici
hiervoor gebruiken, gepulste elektronspinresonantie (ESR) is
uniek in Nederland en door de jaren heen verder ontwikkeld.
`Hiermee kunnen we interacties tussen eiwitten op zeer kleine
schaal en ook nog eens bijzonder specifiek bekijken. Zonder
deze techniek was het nooit gelukt om het model te
ontwikkelen.'
Patiënten
Wanneer het onderzoek ook echt iets kan gaan betekenen voor
Parkinsonpatiënten? `Daar waag ik mij niet aan,' aldus Huber.
`Laten we eerst maar eens gaan kijken onder welke specifieke
omstandigheden de door ons aangetoonde interacties
plaatsvinden. Daar hebben we vooralsnog onze handen wel vol
aan.'
Samenwerking en financiering
Het onderzoek is een samenwerking van de ESR-groep in Leiden
met de groep van Vinod Subramaniam van de Universiteit Twente,
en wordt mede gefinancierd door de Stichting voor Fundamenteel
Onderzoek der Materie (FOM) en de Nederlandse Organisatie voor
Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).
"A stable lipid-induced aggregate of alpha-Synuclein"
Author(s): Drescher, Malte; van Rooijen, Bart; Veldhuis,
Gertjan; Subramaniam, Vinod; Huber, Martina, Journal of the
American Chemical Society (JACS) 3 maart 2010.
Universiteit Leiden