De blauwe, oranje en groene delen horen bij het toxine; de gele, lichtblauwe en rode bij het schild.

Botulinetoxine beschermt zichzelf tegen maagzuur door een eiwitschild, dat vanzelf weer los komt bij een hogere pH. Hoe dat precies werkt, valt voor het eerst te lezen in een publicatie in Science die suggereert dat zoiets met medicijnen ook moet kunnen.

Rongsheng Jin (Sanford-Burnham Medical Research Institute, VS) en collega’s zijn er als eersten in geslaagd om het complex van toxine en schild te laten uitkristalliseren, waarna ze met röntgenkristallografie de structuur konden ophelderen.

Daaruit blijkt dat het schild (officieel: nontoxic nonhemagglutinin protein, afgekort NTNHA) qua structuur verrassend veel op het toxine lijkt. En ook dat het inderdaad precies past op de delen van het toxine, die verantwoordelijk zijn voor de neurotoxiciteit. Die delen wordt dus beschermd tegen de uitwerking van het maagzuur.

En ook wordt duidelijk dat dat de pasvorm alleen correct is wanneer bepaalde aminozuurbouwstenen van het toxine (met name asparaginezuur op plek 1037 en glutaminezuur op 982) geprotoneerd zijn. Daardoor krijgen ze een positieve lading die ‘matcht’ met negatieve plekken op het schild.

Die protonering heeft alleen plaats bij lage pH. Zodra de combinatie ergens komt waar de pH hoger is dan 6, bijvoorbeeld in de bloedbaan, dan hecht NTNHA niet meer en komt de actieve plek van het toxine weer aan de oppervlakte.

Om te voorkomen dat vergiftiging met het toxine uitdraait op botulisme, zou je dus een medicijn moeten hebben dat dit koppelmechanisme saboteert. Daarna zou het maagzuur de rest moeten doen.

Maar je kunt ook denken aan een imitatie van dit mechanisme, als innovatieve methode om nuttige stoffen door de maagsappen heen te loodsen.

bron: C&EN

Onderwerpen