Rastons eigen samenvatting van het VFD.

Voor het eerst is het kookproces van het eiwit in een ei teruggedraaid. En op dezelfde manier kun je ook antilichamen en therapeutische eiwitten supersnel in de correcte 3D-vouwing loodsen. schrijven Gregory Weiss en collega’s van de University of California (Irvine) in ChemBioChem.

Hun ontkooktechniek (octrooi aangevraagd) is een nieuwe toepassing van het ‘vortex fluidic device’ (VFD) dat in 2013 werd gepresenteerd in Scientific Reports door de Australiër Colin Raston. Die VFD komt neer op een schuin liggend reageerbuisje dat met maximaal 10.000 toeren om zijn as draait. Je spuit je reactanten er vlakbij de bodem in. Door de hoge rotatiesnelheid worden ze als micrometerdunne film tegen de zijwand gedrukt, en uiteindelijk lopen ze over de rand heen naar buiten. Onderweg worden ze grondig geroerd en onderworpen aan zeer hoge afschuifspanningen.

Raston bracht het indertijd als techniek om bepaalde organische syntheses te versnellen, zoals Diels-Alderreacties en Michael-addities. Maar met die afschuifspanningen blijk je dus ook eiwitten uit een verkeerde vouw te kunnen trekken. Waarna ze zich met een beetje geluk opnieuw vouwen, en nu in het juiste patroon.

Het ‘ontkoken’ (unboiling) van een ei is de meest voor de hand liggende demonstratie. Het kookproces komt neer op het ‘denatureren’ van de eiwitketens in het wit van het ei: door de hoge temperatuur raken ze uit de vouw, en tegelijk zo grondig door elkaar dat ze na afkoeling hun originele structuur nooit meer terug kunnen vinden. Chemisch gezien zijn de aminozuuurketens echter nog volledig intact dus in theorie kun je ze wel degelijk terugvouwen mits je eerst de kluwen uit elkaar weet te krijgen - en dát is kennelijk wat die VFD voor elkaar krijgt.

Om precies te zijn hebben ze in Californië niet het hele ei ontkookt maar lysozym, één van de ingrediënten. Het lukte echter ook cAMP-afhankelijk eiwitkinase A (PKA), een eiwit dat veel groter is. En het kost maar een paar minuten terwijl je met de huidige laboratoriumtechnieken al gauw een hele nacht kwijt bent.

Weiss denkt de VFD’s dan ook op grote schaal te kunnen inzetten bij de industriële productie van antilichamen en andere eiwitten door genetisch gemodificeerde bacteriën.

bron: UC Irvine