Universiteit Leiden

nl en

Alzheimer-eiwit betrapt op klonteren

Hersenziekten zoals de ziekte van Alzheimer gaan gepaard met opeenhopingen van eiwitten in de hersenen. Maar het verband met de ziekte is niet duidelijk. In het tijdschrift PhysChemPhys publiceren Martina Huber, Enrico Zurlo en collega's een nieuwe methode om het klonteren te volgen.

Tijdens het samenklitten vormen de eiwitten eerst opeenhopingen van enkele of tientallen moleculen, oligomeren. Die kunnen dan verder aaneenklitten tot plaques, opeenhopingen die gevonden worden in de hersenen van mensen met de ziekte van Alzheimer. 'Lange tijd werd gedacht dat die plaques hersenschade veroorzaken, maar er zijn steeds meer aanwijzingen dat de oligomeren zelf schadelijk zijn', zegt Martina Huber.

Spin label

Maar het detecteren van die oligomeren is erg lastig, zegt Huber: 'Ze hebben niet één vaste structuur, maar klonteren op allerlei verschillende manieren samen, als een soort spaghetti.' Hubers groep gebruikte Electron Paramagnetic Resonance (EPR) om het samenklitten van de eiwitten te volgen. Om de structuren zichtbaar te maken gebruikten ze een spin label, een aangekoppeld molecuul met een stabiel niet-gepaard elektron.

TOAC

In een krachtig magneetveld, in dit geval variërend rond 3,35 Tesla, absorberen zulke elektronen microgolfstraling van 95 GHz. De precieze vorm van de absorptiegrafiek verraadt hoe snel de moleculen om hun as kunnen draaien. Hiervan maakten de onderzoekers gebruik: met chemische synthese monteerden ze een een spin label, een molecuul genaamd TOAC, in kunstmatige eiwitten die lijken op de plaque-eiwitten. Vervolgens volgden ze zeven dagen lang hoe die eiwitten in water samenklonterden.

Hersenziekten

Ze zagen hoe de draaisnelheid van de spin labels langzaam afnam. Grotere opeenhopingen draaien trager rond hun as dan kleine, legt Huber uit. 'Dat betekent dus dat de eiwitten in steeds grotere opeenhopingen voorkomen'. Door de afname van de draaisnelheid precies te volgen, konden de onderzoekers de ontwikkeling van oligomeren volgen. Ze concludeerden dat de oligomeren bestaan uit opeenhopingen van 5 tot 6 eiwitten, en uit opeenhopingen van 15 tot 18 eiwitten.

Deze keer ging het om kunstmatige eiwitten in een wateroplossing, maar Huber verwacht dat de nieuwe techniek van nut kan zijn bij het ophelderen van de rol van plaques bij hersenziekten. 'We hebben laten zien dat dit een goede manier is om het ontstaan van oligomeren te volgen, iets dat op andere manieren heel lastig in beeld te brengen is.'

E. Zurlo, I. Gorrono Bikandi, N. J. Meeuwenoord, D. V. Filippov, M. Huber, 'Tracking amyloid oligomerization with monomer resolution using a 13-amino acid peptide with a backbone-fixed spin label', Phys. Chem. Chem. Phys., 2019, Advance Article, DOI 10.1039/C9CP01060B

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie