De aan/uit-knop van de GTPases is wat ingewikkelder dan gedacht (afb: univ. van Aarhus
De GTPases vormen een uitgebreide familie van enzymen, die betrokken zijn bij de celgroei, het transport van moleculen, de vorming van eiwitten enzovoorts. Hoewel de functies divers zijn volgen die enzymen alle dezelfde kringloop (zie plaatje). De activiteit van de enzymen wordt geregeld via binding aan guanosinefosfaten. Is het enzym gebonden aan guanosinedifosfaat (GDP) dat is het enzym niet-actief en verbonden met guanosinetrifosfaat dan is enzym actief. Dacht men, maar dat blijkt niet helemaal te kloppen. Allerlei processen in levende systemen worden vaak met elektronica vergeleken. Zo zou DNA de code van het leven bevatten (wat, ook in beeldspraak, maar zeer gedeeltelijk klopt) en worden genen of enzymen aan of uit gezet met moleculaire knoppen/schakelaars.
Het bacteriële enzym EF-Tu is een GTPase dat een belangrijke rol speelt bij de aanmaak van eiwitten. Deze ‘factor’ vervoert aminozuren naar het ribosoom, de eiwitfabriek. Eerder onderzoek had uitgewezen dat EF-Tu in twee ruimtelijk verschillende vormen voorkomt, afhankelijk of het enzym actief (gebonden aan GTP) is of niet (gebonden aan GDP). Daardoor is steeds gedacht dat dat betekende dat het enzym of aan of uit staat.
Onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Aarhus (Den) hebben echter ontdekt dat de structuur en functionaliteit van EF-TU, en waarschijnlijk ook andere GTPases, ingewikkelder is dan aangenomen. Onderzoekers rond Søren Thirup kwamen er achter dat het enzym ook bindt aan GDPNP, een variant van GTP. Daardoor kan het enzym uitgeschakeld worden.
Microscopisch onderzoek
Uit onderzoek met behulp van een fluoresentiemicroscoop blijkt dat EF-Tu in oplossing geen vaste structuur heeft als het enzym wordt gebonden aan GDP of GDPNP (uit en aan, in principe). De vorm bleek uiterst dynamisch. Dat gebeurde vooral als er GDPNP in de buurt was. Alleen op zijn post in het ribosoom had het enzym zijn actieve vorm.
Dat zou dus betekenen dat GTPases flexibeler zijn dan gedacht en niet simpelweg aan of uit staan. GTPases kunnen, bijvoorbeeld bij bacteriële infecties maar ook bij kanker, doelwitten van behandeling worden, maar tot nu toe is daar geen, bruikbaar, voorbeeld van ontwikkeld. Dat middel zou met deze ontdekking dichterbij kunnen komen, denken de onderzoekers.
Bron: EurekAlert