ľ¹Ï¸£ÀûÓ°ÊÓ

Onderzoekers hebben door middel van een geavanceerde techniek de structuur van een groot menselijk proteasoom weten te ontrafelen tot op atomair niveau. Een proteasoom is een eiwitcomplex dat andere eiwitten, die overbodig of beschadigd zijn, kan afbreken. De kennis over de structuur van dit eiwitcomplex levert nieuwe inzichten op in het afbraakmechanisme dat het handhaaft, melden de onderzoekers in een in Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Biochemicus , sinds dit jaar werkzaam bij de Universiteit Utrecht, leverde een bijdrage aan dit onderzoek in samenwerking met het Duitse Max-Planck Instituut voor Biochemie.

Cryo-elektronen microscopie

Het 26S proteasoom bestaat uit maar liefst 32 verschillende subeenheden. Tezamen met professor Wolfgang Baumeister heeft dr. Friedrich Föster de structuur van dit proteasoom gedetailleerd en driedimensionaal in beeld weten te brengen. Zij deden dit met behulp van . De uit cellen geïsoleerde 26S proteasomen werden hierbij in shock bevroren in dunne laagjes water. Hierdoor zijn meerdere kopieën van het eiwitcomplex te bekijken vanuit verschillende hoeken met behulp van elektronenmicroscopie. Vervolgens kan de computer deze individuele beelden van het proteasoom in verschillende oriëntaties samenvoegen tot een driedimensionaal beeld. Dit beeld geeft inzicht over hoe de afzonderlijke delen van het proteasoom met elkaar verbonden zijn en samenwerken.

De batterijen van het proteasoom

De onderzoekers zagen dat er energiedragende moleculen, zoals adenosine fosfaten, gebonden waren aan het proteasoom. Deze moleculen werken als batterijen: in opgeladen vorm is het adenosine trifosfaat (ATP) en als de energie vrijkomt wordt het adenosine difosfaat (ADP). Het proteasoom heeft deze energie nodig om eiwitten te kunnen ontvouwen. Proteasoom 26S bestaat uit zes energiecompartimenten en Förster en zijn collega’s van het Max-Planck Instituut ontdekten dat deze in rusttoestand (als er dus geen eiwit wordt afgebroken) allemaal gevuld zijn met energiedragende moleculen. De energie van tenminste één van deze ATP-moleculen wordt verbruikt, terwijl de rest van de compartimenten nog geladen ATP-moleculen bevat.

Op lange termijn kan deze opheldering van de structuur als basis dienen voor de ontwikkeling van geneesmiddelen voor kanker en hersenaandoeningen.