Onderzoekers in München hebben bedacht hoe je de ruimtelijke structuur van complexe eiwitten kunt bepalen, terwijl ze in oplossing zijn. Dat belooft nieuwe inzichten in de manier waarop die eiwitten functioneren, zo melden ze op de website van Angewandte Chemie.

Normaal gesproken worden zulke structuren bepaald via röntgenkristallografie. Maar zoals de naam al zegt, moet je ze daarvoor eerst laten kristalliseren. Daarbij worden de verschillende subunits vaak veel dichter op elkaar gepakt dan wanneer het eiwit in oplossing is. Zo kun je niet meer goed zien hoe ze in de praktijk met elkaar, met reactanten en met watermoleculen in interactie zijn.

Nog los van het feit dat veel eiwitten niet eens wíllen uitkristalliseren.

In principe moet je zo’n structuur ook kunnen bepalen met NMR-spectrometrie. Daarmee kun je wél in oplossing meten. Maar normaal gesproken geeft een complex eiwitmolecuul een dusdanig ingewikkelde brij van elkaar overlappende NMR-signalen dat er geen chocola van te maken valt.

Michael Sattler (Helmholtz-Zentrum München) en collega’s hebben nu een oplossing bedacht. Om te beginnen bepalen ze via röntgenkristallografie de structuur van de afzonderlijke sub-units, of ze halen die gegevens uit de literatuur. Je mag aannemen dat die deelstructuren niet worden vervormd tijdens het kristallisatieproces (zo niet, dan kan het hele röntgenkristallisatie-idee alsnog in de prullenmand!).

Vervolgens bepalen ze op 2 manieren hoe de subunits ten opzichte van elkaar in het complex zitten. Ten eerste kijken ze naar ‘residual dipolar couplings’ in het NMR-signaal. Ten tweede bouwen ze hier en daar een paar extra nitroxylgroepen in het eiwit in. Het ongepaarde elektron in zo’n groep veroorzaakt ‘paramagnetic relaxation enhancements’, die ook vrij eenvoudig in het NMR-signaal zijn terug te vinden. en die informatie opleveren over de afstand tussen subunits die wat verder van elkaar zitten.

Met behulp van speciale software kunnenn de Duitsers uit al deze gegevens herleiden hoe het opgeloste complex er ongeveer uit moet zien.

Ze hebben het uitgeprobeerd met een ‘splicing’-eiwit genaamd U2AF65. De structuur in oplossing bleek inderdaad behoorlijk te verschillen van de structuur, die eerder met röntgenkristallografie was bepaald.

bron: Helmholtz-Zentrum München