Parkinson-gerelateerd eiwit plooit zich als een hoefijzer
Het eiwit α-Synuclein, dat een belangrijke rol speelt bij de ziekte van Parkinson, blijkt zich bij voorkeur te organiseren in een helixvorm die gebogen is als een hoefijzer. Dat blijkt uit nieuwe experimenten waarin het eiwit bindt aan een nagebootst celmembraan en geeft meer informatie over het mogelijke gedrag van het eiwit in de levende cel. Onderzoekers van de Universiteit Twente en de Universiteit Leiden publiceren er deze week over in de Journal of the American Chemical Society (JACS).
De hoefijzervorm - bestaande uit twee antiparallelle α-helixen - werd tot nu toe alleen aangetoond in een zeer kunstmatige omgeving, waarin het celmembraan werd nagebootst door een soort zeep: zogenaamde micellen met een diameter van vijf nanometer. Andere onderzoekers suggereerden dat α-Synuclein juist een langgerekte helix zou kunnen vormen wanneer het gebonden is aan biologische membranen, omdat die een veel geringere kromming hebben dan de kleine micellen.
De UT-onderzoekers hebben nu de grote radius die biologische membranen hebben, nagebootst met vesicles, bolvormige oppervlakken met een straal tussen 20 en 30 nanometer: veel groter dan α-Synuclein en ook veel groter dan de micellen. Ook op die oppervlakken nemen de onderzoekers de hoefijzervorm waar. Om dit te meten passen ze de 'double electron-electron resonance' (DEER) methode toe, een spectroscopische techniek waarmee afstanden tot 8 nanometer gemeten kunnen worden. Het eiwit krijgt op verschillende plaatsen een specifiek label, en door de afstanden tussen specifieke labels te meten, blijkt de voorkeur voor de hoefijzervorm.
Het onderzoek geeft meer inzicht in hoe het eiwit zich in de levende cel gedraagt wanneer het interacties met membranen aangaat. Momenteel is het niet duidelijk wat de precieze functie is van het eiwit. Bekend is wel bijvoorbeeld dat de eiwitten, als de ziekte van Parkinson optreedt, aggregeren tot fibrillen (draadvormige structuren). Wat er precies in de cel gebeurt en wat de trigger is voor de ziekte, is echter onduidelijk. De nu gepubliceerde resultaten kunnen een nieuwe richting geven aan het onderzoek naar het gedrag van de eiwitten en de relatie met de ziekte.
Het onderzoek is uitgevoerd in de Biophysical Engineering groep van prof. Vinod Subramaniam (BMTI Instituut voor Biomedische Technologie en MESA+ Instituut voor Nanotechnologie). De onderzoekers hebben samengewerkt met de Molecular Physics groep van de Universiteit Leiden. Het onderzoek maakt deel uit van het FOM-programma Biomolecular Physics.
Het artikel 'Antiparallel arrangement of the helices of vesicle-bound α-Synuclein' van Malte Drescher, Gertjan Veldhuis, Bart van Rooijen, Sergey Milikisyants, Vinod Subramaniam en Martina Huber is begin juni verschenen in de online editie van JACS.
Contactpersoon voor de pers
Wiebe van der Veen, voorlichter Universiteit Twente, tel.: (053) 489 42 44.