Alle eiwitten die je niet wilt kan zo de prullenbak in?

Een bestaand proces dat eiwitten opruimt die je lichaam niet langer wil, is aan te passen zodat het specifieke eiwitten opruimt. Dit stellen onderzoekers van Cornell University in Journal of Biological Chemistry.

De ubiquitine-proteasoomroute (UPP) is een mechanisme, waarbij het eiwit ubiquitine een stukje peptide op een nutteloos, of bijvoorbeeld verkeerd gevouwen eiwit plakt. Door dit label weet het lichaam dat dit eiwit naar een proteasoom moet. Dat proteasoom breekt een eiwit af tot aminozuren.

De Amerikaanse onderzoekers zagen een mogelijkheid om deze route aan te passen zodat je er specifieke eiwitten mee kan targeten. Tot nu toe zetten onderzoekers vaak een gen uit om ervoor te zorgen dat een eiwit niet tot expressie komt, maar op die nieuwe manier zou het een stuk makkelijker kunnen.

De medewerkers van Cornell maakten gebruik van het modulaire karakter van UPP. Deze gebruikt namelijk drie soorten enzymen, genaamd E1, E2 en E3. De Amerikanen pasten een E3-enzym met de naam CHIP aan door het gedeelte waarmee CHIP normaal aan andere structuren bindt door een antilichaam te vervangen. Ze noemden hun aangepaste CHIP een ubiquibody, een samentrekking van ubiquitine en antibody.

Als proof of concept gebruikten de Amerikanen een antilichaam dat specifiek is voor het enzym beta-galactosidase. Als je in een cel DNA introduceert dat codeert voor dit target, samen met DNA dat codeert voor dit antilichaam, merk je dat het niveau van beta-galactosidase inderdaad fors daalt.

Volgens de onderzoekers van Cornell zou deze methode voor meer eiwitten kunnen werken. ‘We hebben de mogelijkheid om ieder eiwit specifiek naar het proteasoom te sturen, simpelweg door het antilichaam te vervangen,’ zegt Matthew DeLisa, hoofd van de onderzoeksgroep. Dat kan bijvoorbeeld van nut zijn voor medicinale therapieën. Als je vaststelt dat een bepaald eiwit bijdraagt aan het ziektebeeld van een kankerpatiënt, zou je dit eiwit uit kunnen zetten. In het lab van DeLisa werken ze nu bijvoorbeeld aan eiwitten van kanker en de ziektes van Alzheimer en Parkinson.

Het is ook handig voor studies waarbij je eiwitten maar voor de helft wilt uitsluiten. Je doet er dan simpelweg minder coderend DNA bij en dan breekt het ubiquitine minder eiwit af. Dat was nog niet mogelijk, want het wel of niet uitzetten van het gen beperkt de keuze tot alles of niets.

Bron: Cornell University

Onderwerpen