Nieuws

Eiwit dat rol speelt bij Parkinson, is te 'tunen' Sterkte netwerk varieert

Vezels van het eiwit α-synucleïne, waarvan bekend is dat het een rol speelt in onder meer de Ziekte van Parkinson, vormen een stijver en sterker netwerk als de temperatuur omhoog gaat. Dit heeft te maken met het waterafstotende deel van de vezels, dat normaal afgeschermd is maar nu meer aan de oppervlakte komt. Dit mechanisme kan ook een rol spelen in de interactie met gezonde cellen. Onderzoekers van de Universiteit Twente publiceren erover in Physical Review Letters van 17 mei.

Alfa-synucleïne is in ruime mate aanwezig in ons brein. Het kan zich ook tégen ons keren: bij neurodegeneratieve ziekten zoals Parkinson gaan de eiwitten zich afwijkend gedragen: na de vorming van vezels, fibrillen, kunnen de eiwitten plaques gaan vormen. Hoe dit mechanisme werkt, is nog niet goed bekend. De UT-onderzoekers laten nu zien dat de eigenschappen van alfa-synucleïne-vezels zijn te ‘tunen’. In het lab, in water, gaan ze een stijver en steviger netwerk vormen als de temperatuur wordt verhoogd. Dit gebeurt weliswaar niet bij temperaturen die optreden in het brein, maar het onderliggende mechanisme kan wél meer inzicht geven in de rol die de eiwitten spelen in het ziekteproces. Want: de verstelbare stijfheid blijkt op te treden dankzij ‘hydrofobe interactie’: interactie met het waterafstotende deel van het eiwit.

Bij hogere temperaturen leggen de vezels meer verbindingen, waardoor het netwerk stijver en sterker wordt. Dit is omkeerbaar: verlaging van de temperatuur resulteert weer in een minder stijf netwerk - door minder contactpunten. 

drie bouwblokken

Het onderzoek laat zien dat de vezels elkaar gaan versterken bij hogere temperaturen, doordat er meer contactpunten ontstaan in dit hydrofobe deel. Wordt de temperatuur weer verlaagd, dan neemt het aantal contactpunten af en wordt het netwerk weer minder stijf. De rol van het hydrofobe deel is opvallend, want dit deel van de vezels is normaal gesproken goed afgeschermd door de andere twee bouwblokken waaruit de eiwitten bestaan: een elektrisch geladen deel en een amphifilisch deel, dat juist wél houdt van water en vetten. Dat het hydrofobe gedeelte meer of minder ‘vrij’ komt, kan in het ziekteproces ook een rol spelen. Dit deel is in staat, gezonde cellen te beschadigen.

BESchErmING Werkt Averechts

En daar kan het natuurlijke afweermechanisme averechts werken: in pogingen om de ‘vijandige’ eiwitten op te ruimen, wordt juist het elektrisch geladen deel eraf geknipt, zo blijkt uit eerder onderzoek. Gevolg: het hydrofobe deel van de eiwitvezel komt vrij. Dit heeft gevolgen voor het netwerk dat de vezels vormen, en voor de interactie die zij aangaan met celmembranen.

Het onderzoek geeft niet alleen nieuwe inzichten in de mogelijke ziekte-oorzaken, het kan ook leiden tot de ontwikkeling van nieuwe materialen waarvan de sterkte te regelen is met de temperatuur. Temeer omdat dit gebaseerd is op een heel ander mechanisme dan we kennen van polymeren.

Het onderzoek is uitgevoerd in de vakgroep Nanobiophysics, geleid door prof. Mireille Claessens. Het is financieel mogelijk gemaakt dankzij de Vidi-subsidie die zij heeft ontvangen van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).

Het paper ‘Hydrophobic interaction induced stiffening of α-synuclein fibril networks’, door Slav Semerdzhiev, Saskia Lindhoud, Anja Stefanovic, Vinod Subramaniam, Paul van der Schoot en Mireille Claessens, verschijnt in Physical Review Letters van 17 mei.

Wiebe van der Veen
Persvoorlichter (aanwezig ma-vr)