Eerste directe inkijk in eiwitrecycling

In dit artikel:

Onderzoekers van AMOLF hebben voor het eerst in real time gezien hoe de moleculaire machine Cdc48, ook bekend als p97, afzonderlijke eiwitten recyclet. Cellen gebruiken dit donutvormige complex om ongewenste of beschadigde eiwitten af te breken, zodat de bouwstenen opnieuw kunnen worden gebruikt. Hoewel de structuur van Cdc48 al bekend was, bleef onduidelijk hoe het eiwitten herkent en verwerkt.

Met optical tweezers, waarmee via lasers zeer kleine krachten en verplaatsingen kunnen worden gemeten, volgden de onderzoekers één eiwit tegelijk. Ze koppelden het eiwit en het eraan bevestigde ubiquitine-label met DNA-kabels aan kleine plastic kralen. Ubiquitine dient als herkenningssignaal voor recycling. Cdc48 greep vervolgens de eiwitketen vast en trok die als een lus door zijn nauwe centrale porie, waardoor het eiwit ontvouwde. Uit de veranderende afstand tussen de kralen konden de onderzoekers afleiden welke krachten daarbij optraden.

De metingen lieten zien dat Cdc48 de eiwitlus niet gelijkmatig door de porie trekt. Onder invloed van ATP trok de motor de lus herhaaldelijk naar binnen en duwde die gedeeltelijk weer terug. Volgens de onderzoekers kunnen deze dynamische bewegingen helpen bepalen welke eiwitten geschikt zijn voor recycling, al is nog niet duidelijk waarom ze optreden. Vervolgonderzoek richt zich op andere eiwitten die de snelheid van Cdc48 mogelijk verhogen of verlagen.