Wetenschappers ontdekten hoe nooit eerder gevonden intermediairs die vormen wanneer koper aan peptides bindt, schade kunnen berokkenen aan de cel door reactive oxygen species te creëren, staat in Angewandte Chemie.

Koper heeft naast gunstige, fysiologische functies in de cel ook een nadelige rol in een aantal ziektes, zoals kanker en Alzheimer. Tot nu toe was niet bekend wat de pathologische rol van koper precies inhoudt. Maar Peter-Leon Hagedoorn, Wojciech Bal en collega’s van respectievelijk de Technische Universiteit Delft en het Institute of Biochemistry and Biophysics Polish Academy of Sciences scheppen duidelijkheid in dit vraagstuk.

Het gaat hierbij allemaal om de amino‐terminal copper and nickel/N‐terminal site (ATCUN/NTS). Dat is een deel van een eiwit of een bioactief tripeptide dat bestaat uit een histidine, een willekeurig aminozuur en een vrij amine op de N-terminus. Zo’n tripeptide vormt dan een vlak vierkant-complex met Cu²⁺ waarin het koper aan vier N-atomen gecoördineerd zit.

De onderzoekers gebruikten de simpelste vorm van een ATCUN/NTS, namelijk glycine-glycine-histidine, en analyseerden de structuur met stopped flow (zie foto) en microsecond freeze-hyperquenching. Daarmee bevries je de peptidecomplexen door ze tegen een koude plaat aan te schieten. Met elektron paramagnetische resonantie kun je vervolgens zien hoe de koperionen in de complexen veranderen.

Het Nederlands-Poolse team ontdekte nooit eerder gevonden intermediaire toestanden die niet met vier, maar met twee N-atomen aan Cu²⁺ coördineren. Dat heeft tot gevolg dat zo’n complex een redoxreactie kan doen waarbij Cu²⁺ reageert tot het schadelijke Cu⁺, dat weer kan leiden tot reactive oxygen species die DNA beschadigen. Het is geen wonder dat het lang heeft geduurd voor deze intermediairs ontdekt waren, omdat de halfwaardetijd maar zo’n 100 ms is bij een pH van 6. Deze studie vormt in ieder geval de basis voor het verder uitpluizen van het kopertransport van de cel.

_{Kotuniak, R., et al. (2020). Angewandte Chemie International Edition}