Het is mogelijk om een patroon van eiwitdraden te maken met daarin verschillende actieve eiwitten, zo melden onderzoekers van Rice University (Houston) en Texas A&M University in Advanced Functional Materials. Deze constructies kunnen worden gebruikt voor allerlei toepassingen, zoals katalysatoren en biosensoren.

De draadjes zijn gemaakt van chimaera-eiwitten; polypeptides gemaakt van twee verschillende eiwitten die aan elkaar zijn gefuseerd tot één molecuul. In het onderzoek werd ultrabithorax (Ubx), een transcriptiefactor van de fruitvlieg Drosophila melanogaster, steeds met andere eiwitten gecombineerd.

 

Een paar jaar geleden ontdekte medeauteur Sarah Bondos toen ze ’s ochtends vroeg het lab wilde schoonmaken een druppel water die in de lucht leek stil te hangen. Uit nadere bestudering bleek dat de waterdruppel in een laagje van Ubx gevangen zat. “Het zakje hing aan een draadje dat moeilijker te zien was dan dat van een spinnenweb,” zegt Bondos.

 

De ontdekking dat Ubx in contact met water vanzelf draadjes vormt die weer verder associëren tot een laagje leidde tot een publicatie in Biomacromolecules in 2009. Een jaar later was in datzelfde tijdschrift te lezen dat de elasticiteit van de draadjes afhangt van de diameter; dunne draadjes zijn elastisch, dikkere draden zijn steviger maar breken eerder.

 

Daarna wilden de onderzoekers weten of er ook draden gemaakt konden worden van chimaera-eiwitten. Door Ubx te fuseren aan fluorescerende eiwitten kon tegelijkertijd eenvoudig getest worden of de eiwitten dan nog steeds functioneerden. Draadjes met eGFP en mCherry bleken gewoon groen dan wel rood te fluoresceren. Het bruine eiwit myoglobine was in draadjes ook bruin. Ook kon eerste auteur Zhao Huang draadjes met groen en rood fluorescerende eiwitten om elkaar heen draaien tot zuurstokachtige buisjes.

 

Bondos bepaalt nu welke eiwitten allemaal met Ubx kunnen worden gecombineerd tot chimaera-eiwitten. “Het lijkt erop dat dit kan met een grote variëteit aan eiwitten, en ondanks de positieve lading van Ubx, kunnen zowel positief als negatief geladen eiwitten gefuseerd worden”, weet ze te vertellen.

 

Met deze methode zouden eiwitten als enzymen, antilichamen, groeifactoren en herkenningssequenties in biomaterialen kunnen worden geïntegreerd, zonder dat er chemische en fysische bewerkingen nodig zijn die de effectiviteit van de eiwitten aantasten.

 

Bron: Rice University

Onderwerpen