Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Forse investering in Leids centrum voor NMR spectroscopie

Paramagnetisme. Een nieuwe occulte praktijk? Nee. Een van de nieuwste wetenschappelijke methoden om het gedrag van eiwitten haarscherp in kaart te brengen. Marcellus Ubbink van de Universiteit Leiden krijgt ruim 3 miljoen euro van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek en de Universiteit Leiden om een zeer krachtig apparaat op dit gebied aan te schaffen. Doel: meer inzicht krijgen in gezondheid en ziekte.

Hoe werkt NMR spectroscopie?

Vergelijking van NMR beelden van hetzelfde sample cytochroom P450 (een eiwit) met 600 en 800 MHz. De 800 MHz toont scherpere signalen en bevat meer informatie.

Kernspinresonantie (NMR) is een belangrijke techniek om eiwitten te bestuderen op atoomniveau. Bij deze techniek wordt een organische stof, in dit geval een eiwit, in een magneetveld gebracht en bestraald met radiogolven. Atoomkernen zullen vervolgens een signaal afgeven. Ubbink: ‘Omdat elk signaal nét een andere frequentie heeft, die apart waargenomen kan worden, is het alsof het eiwit bedekt is met ‘antennes’. Iedere antenne meldt iets over zijn eigen omgeving om het eiwit.’ 
Eiwitten zijn complexe structuren die bestaan uit verende, bewegende onderdelen. Het apparaat meet die bewegingen gedurende een bepaalde tijd en de onderzoekers zetten de gegevens om in beelden.

Wat is paramagnetische NMR?

A: Eiwitten
B: Dynamiek kortlevende eiwitcomplexen
C: Eiwitcomplex (grijs in de vorm van kristal en rood in de vorm van vloeistof)

Door een ongepaard elektron, bijvoorbeeld in de vorm van een metaalatoom toe te voegen aan een eiwit, ontstaat een sterke interactie tussen het elektron en de andere atoomkernen, waardoor signalen nog beter te meten zijn. Dit effect kan goed gebruikt worden om te bestuderen hoe eiwitten aan elkaar binden om allerlei processen in de levende cel mogelijk te maken. Ubbink bestudeert de dynamiek van eiwitcomplexen en heeft al laten zien dat ze elkaar aantrekken, om elkaar heen draaien, even een verbinding aangaan om elkaar vervolgens weer los te laten. Waarom doen eiwitten dat en hoe ligt de balans tussen dynamiek en structuur op het moment van die korte verbintenis? Ook de beweeglijkheid van losse eiwitten en hun interacties met kleine moleculen, zoals medicijnen, kunnen zo beter bestudeerd worden.

Ubbink: ‘De kennis over eiwitcomplexen en eiwitdynamiek die met NMR spectroscopie vergaard wordt door ons en anderen in de hele wereld, leidt zeer waarschijnlijk tot het herzien van de huidige standaard visie van eiwitten binnen de biochemie. Bovendien verwacht ik dat een beter begrip van eiwitten en hun interacties het maken van medicijnen voor allerlei ziektes zal versnellen en vergemakkelijken. Het onderzoek past daarmee prima binnen ons cluster Chemische Biologie dat werkt aan de universitaire speerpunt “The Science Base of Health”. We werken dan ook intensief samen met de biosynthetische chemici in dit cluster.’

Leids centrum voor paramagnetische NMR spectroscopie

Met de aanschaf van deze krachtige 850 MHz spectrometer beschikt de Leidse bètafaculteit over een grote verzameling NMR spectrometers, variërend van 200 tot en met 850 MHz. En in combinatie met het nieuwe centrum voor nano-elektronenmicroscopie (NeCEN), heeft de faculteit de nodige faciliteiten in huis voor baanbrekend fundamenteel onderzoek. 
De Universiteit Leiden werkt samen in Medical Delta en Health-TIES en the Region of Knowledge (RoK). Via deze netwerken worden bioscience bedrijven aangetrokken zodat ook zij gebruik kunnen maken van de Leidse faciliteiten.

Links