Zo ‘eet’ een bacterie vitamines

Zo ‘eet’ een bacterie vitamines

Zo ‘eet’ een bacterie vitamines

di, 12 april 2016

Molecuulmotor: zuiger of ratel?

Baanbrekend in dit onderzoek is dat Slotboom en zijn team aantonen dat het eiwitsysteem anders werkt dan de bekende ‘motortjes’ die in de leerboeken staan. Het ECF-eiwit blijkt namelijk te werken als een heel bijzondere moleculaire motor. De bekende gebruiken een ‘power stroke’, wat je kunt vergelijken met een zuiger in een automotor: daarbij wordt energie verbrandt en omgezet in beweging.  Maar bij Slotbooms eiwit gaat dat anders: de motor werkt namelijk op thermische energie die al in het eiwit aanwezig is. Hoe? In het eiwit bewegen moleculen willekeurig en dat bevat de nodige energie voor het transport van de vitamine van buiten naar binnenin de cel. Na de beweging zit de motor vast, net als een ratel die alleen vooruit kan en niet achteruit.

Het draait allemaal om één eiwit in de celmembraan: het ECF-transport-eiwit. Hiermee kan een bacterie voedingsstoffen opnemen. Dit ECF-systeem zit alleen in bacteriën, dus niet in zoogdiercellen. En juist dát maakt het een ideale kandidaat voor de ontwikkeling van antibiotica. Want dan wil je de ziekteverwekker om zeep helpen, zonder gezonde cellen te doden.

Een hele puzzel

“Dit levert een heel nieuw inzicht op over de werking van moleculaire motoren in een cel”,  vertelt Slotboom. Het team heeft voor deze ontdekking de hele trapsportcyclus bij elkaar gepuzzeld door tijdens verschillende fasen naar de eiwitstructuur te kijken. “Helaas waren concurrenten ons daarbij tot drie keer toe net voor”, zegt Slotboom. Jammer natuurlijk, maar dat geeft wel aan hoe belangrijk de bevinding is. Gelukkig is het met deze publicatie in het tijdschrift Nature Communications toch goed gekomen.

Zo ‘eet’ de bacterie

Terug naar dat eten’; hoe zit dat precies? Het ECF-eiwit vangt een vitamine met twee uitgestoken ‘armpjes’, sluit het in en valt om in de celmembraan. “Die beweging gebeurt vanzelf, zonder dat je er energie instopt”, vertelt Slotboom. Daarna bindt het een ander eiwit binnenin de cel, waardoor de vitamine loslaat en in de bacterie terechtkomt. Om het eiwit weer opnieuw te kunnen gebruiken, reset de bacterie het met ATP (adenosinetrifosfaat), een soort oplader. Zo kan de motor weer draaien en opnieuw een vitamine ‘eten’.

Antibiotica

Niemand lukte het eerder om bloot te leggen hoe dit eiwit precies werkt. Al is het nu allemaal nog erg fundamenteel, toch kunnen we al denken aan toekomstige toepassingen. “Als we de motor op één of andere manier stil kunnen leggen, dan wordt de vitamineopname verhindert”, zegt Slotboom. En dat zou wel eens een nieuw antibioticum kunnen opleveren.