3-D eiwitstructuur laat zien hoe bacterie vitamine opneemt
Net als mensen hebben bacteriën vitamines nodig om te groeien. Ze moeten die uit hun omgeving opnemen, maar hoe ze dat precies doen was tot voor kort onbekend. Groningse onderzoekers hebben nu de driedimensionale structuur van een eiwit in het celmembraan ontrafeld, waarmee bacteriën in staat zijn voor zichzelf een gezonde vitaminecocktail samen te stellen. De resultaten zijn zondag 26 juni gepubliceerd in de online editie van het tijdschrift Nature Structural & Molecular Biology.
Het onderzochte eiwit herkent vitamine B1 (thiamine) en houdt de vitamine stevig vast aan de buitenkant van de bacteriële cel. Vervolgens zoekt deze ‘herkenningseenheid’ contact met een transporteiwit dat ervoor zorgt dat thiamine binnen in de cel terecht komt waar het nodig is.
Door deze herkenningseenheid snel uit te wisselen voor andere eenheden (die andere vitamines herkennen zoals vitamine B2, B6, B12 etc.) kan de bacterie afhankelijk van de behoefte steeds een andere vitamine opnemen.
Raadsel
Tot voor kort was het een raadsel hoe de verschillende herkenningseenheden zo gemakkelijk kunnen worden uitgewisseld en op hetzelfde transporteiwit passen. De vitamines die door het systeem getransporteerd kunnen worden, zijn chemisch zeer verschillend en hebben daarom ook heel verschillende herkenningseenheden.
Complex patroon
De werking van een eiwit is veel beter te begrijpen als men weet hoe de structuur er driedimensionaal uitziet. Eiwitten bestaan uit lange ketens van aminozuren die tot een complex patroon zijn opgevouwen. De manier waarop bepaalt voor een groot deel de functie van het eiwit.
Lastig onderzoek
Onderzoek aan de transporteiwitten in een celmembraan is erg lastig. Op dit moment zijn er minder dan 300 van dergelijke eiwitten waarvan de structuur bekend is, terwijl het totaal aantal bekende eiwitstructuren meer dan 20.000 is. Toch slaagden de Groningse onderzoekers erin om de structuur van de herkenningseenheid voor thiamine (afgekort: ThiT) te bepalen.
Gelijkenis
Toen dat eenmaal gelukt was konden ze die vergelijken met een eerder gepubliceerde structuur van de herkenningseenheid voor riboflavine (vitamine B2). Ze ontdekten dat, hoewel het om verschillende eiwitten ging, de structuren op een aantal punten opvallende gelijkenis vertoonden.
Moleculaire lego
Vervolgens brachten ze op één van deze plekken een kleine verandering in de structuur van ThiT aan. Het bleek dat de vitamine herkenningseenheid daarna niet meer herkend werd door het transporteiwit. Dat is dus het punt waarop vitamine herkenningseenheden en het transporteiwit normaal precies in elkaar schuiven als een soort ‘moleculaire lego’.
Nieuwe antibiotica
Fundamenteel onderzoek kan de basis vormen voor concrete toepassingen. Een aantal ziekteverwekkende bacteriën is afhankelijk van de opname van vitamines om te kunnen groeien. Met voldoende kennis over het vitaminetransport is het mogelijk om op zoek te gaan naar stoffen die het transport blokkeren. In de toekomst kunnen die dan gebruikt worden bij de ontwikkeling van nieuwe antibiotica.
Noot voor de pers
Meer informatie: prof. dr. Dirk-Jan Slotboom
Zie ook: online publicatie
Referentie: The structural basis of modularity in ECF-type ABC transporters, Nature Structural & Molecular Biology, 26 juni 2011.
Auteurs: Guus B. Erkens, Ronnie P-A. Berntsson, Faizah Fulyani, Maria Majsnerowska, Andreja Vujičić-Žagar, Josy ter Beek, Bert Poolman en Dirk Jan Slotboom
Laatst gewijzigd: | 13 maart 2020 01:56 |
Meer nieuws
-
03 april 2025
IMChip en MimeCure in top 10 nationale Academische Startup Competitie
De startups IMChip van prof. dr. Tamalika Banerjee en MimeCure van prof. dr. Erik Frijlink en dr. Luke van der Koog zijn doorgedrongen tot de top 10 van de nationale Academische Startup Competitie.
-
01 april 2025
Nieuw kiesstelsel NSC kan ongewenste gevolgen hebben
Het nieuwe kiesstelsel, voorgesteld door minister Uitermark (NSC), kan mogelijk het fundamentele principe van evenredige vertegenwoordiging ondermijnen. Dat stelt hoogleraar Davide Grossi van de Rijksuniversiteit Groningen.
-
01 april 2025
‘Diversiteit maakt wetenschap beter’
Hannah Dugdale doet niet alleen biologisch onderzoek naar veroudering, ze brengt ook in kaart hoe het is gesteld met de diversiteit in de wetenschap. Voor dat laatste kreeg ze eind 2024 een van de twee jaarlijkse Athena Awards toegekend, een...