Door te kijken naar drie oude varianten van het flavine-bevattende mono-oxygenase-enzym (FMO) kun je daarmee de structuur en werking van hedendaagse FMO’s bepalen, aldus een paper in Nature Structural & Molecular Biology.

FMO-enzymen oxideren gifstoffen die je lichaam binnendringen zodat ze beter oplosbaar zijn en makkelijker kunnen worden afgevoerd, maar met die oxidatie kunnen ze ook bepaalde medicijnen activeren. In de mens heb je vijf membraangebonden FMO’s en hoewel die al zo’n dertig jaar bekend zijn, is de precieze structuur en werking nog niet achterhaald. Dat heeft met name te maken met het feit dat ze in isolatie niet stabiel genoeg zijn om de experimenten te overleven. Onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen onder leiding van hoogleraar moleculaire enzymologie Marco Fraaije hebben met collega’s uit Italië en Argentinië via een omweg toch de structuur van drie FMO's weten op te helderen.

De onderzoekers gebruikten daarvoor zogenoemde ‘voorouderlijke’ (ancient/ancestoral) FMO’s (AncFMO’s) die ze in E. coli tot expressie brachten. Waar ze de menselijke FMO’s niet gekristalliseerd kregen, lukte dat wel voor de AncFMO’s, die ze zodoende konden bestuderen. Zo bleek dat het deel dat in de membraan zit een tunnelachtige structuur vormt die (gif)stoffen naar het actieve centrum midden in het enzym leidt waar de oxidatie plaatsvindt.

De FMO’s verschillen qua stoffen die ze kunnen verwerken. Door dit onderzoek blijkt nu dat dat te maken heeft met de gevormde membraantunnel, en dus niet met de katalytische site, die voor alle FMO’s hetzelfde is. In de tunnel bevindt zich een leucine die de tunnel open en dicht kan zetten.

De volgende stappen voor de onderzoekers zijn kijken waarom de AncFMO’s stabieler zijn, van de AncFMO’s afleiden hoe de menselijke FMO’s precies werken en die bevindingen toepassen in de farmaceutische industrie.