Het zogeheten RfaH-eiwit kan zichzelf ontvouwen en opnieuw opvouwen tot een andere vorm. Met die tweede vorm krijgt het eiwit ook meteen een nieuwe functie. Zo’n eiwittransformatie werd eerder zeer onwaarschijnlijk geacht.
Voor het eerst is een eiwit ontdekt dat zich niet alleen volledig tot een nieuwe vorm kan vouwen, maar dan ook een andere functie heeft. Tot nu toe gingen wetenschappers er van uit dat eiwitten nooit volledig van vorm veranderen, en dan zeker niet een nieuwe taak krijgen. Nu is aangetoond dat het zogeheten RfaH-eiwit van vorm en functie kan wisselen. Microbioloog Irina Artsimovitch van de Ohio State University en haar team denken dat hun ontdekking grote gevolgen voor onderzoek naar het aansturen van genen en de structuur van eiwitten kan hebben. Artsimovitch: ‘Als RfaH zo beweeglijk is, zijn misschien meer eiwitten dat.’ Onderzoekers kunnen zich dan verdiepen in nieuwe manieren om eiwitten aan andere moleculen te binden. Ook geeft RfaH een beter beeld van ziekten die ontstaan door verkeerd gevouwen eiwitten.
Eiwitten bestaan uit ketens van aminozuren. De volgorde van die aminozuren beïnvloedt de vorm van eiwitten, en die vorm bepaalt hun functie. Een eiwit kan bijvoorbeeld het transport verzorgen van stoffen in een cel, genen reguleren of hormonen aansturen. Het onderzochte RfaH-eiwit regelt een aantal genen in bacteriën zoals E. coli en salmonella. Van RfaH is bekend dat het een rol speelt in het vertalen van DNA en RNA naar messenger-RNA, een proces dat transcriptie heet. RfaH kan zich daarna ‘hervouwen’ tot een geheel nieuwe driedimensionale opmaak , waarin het helpt met translatie. Hierbij bindt het zich aan het messenger-RNA en zet de informatie daaruit om in eiwitten.
‘De mooiste dingen ontdek je door er niet specifiek naar te zoeken’
Medisch bioloog Yvette van Kooyk wil het immuunsysteem leren kankercellen aan te vallen door hun suikerjas-vermomming weg te knippen.
Volgens de onderzoekers is het cruciaal dat het eiwit van functie verandert om zo genen aan te sturen, omdat de bacteriën waarin RfaH voorkomt anders niet in het wild zouden kunnen overleven. Het team hoopt dat hun ontdekking leidt tot het vinden van andere eiwitten met eenzelfde eigenschap. ‘Een klein aantal eiwitten verandert van vorm, vaak wanneer ze zich ergens aan binden. Meestal verandert dan maar een klein deel van dat eiwit’, zegt Artismovitch. Een uitzondering hierop zijn prionen. Prionen zijn eiwitten die op een verkeerde manier opvouwen, en daarna niet meer goed afgebroken kunnen worden. Ze kunnen samenplakken en cellen zo ernstig beschadigen. In mensen en zoogdieren kunnen prionen op die manier gevaarlijke aandoeningen veroorzaken zoals de ziekte van Creutzfeldt-Jacob. Artimovitch: ‘Omdat ze gemakkelijk samenplakken kunnen we prionen moeilijk onderzoeken. Niemand weet precies hoe het hervouwen van zo’n eiwit werkt, omdat we het met prionen niet goed kunnen bestuderen. Met RfaH kan dat hopelijk wel.’
Het onderzoek is gepubliceerd in het vakblad Cell.