Forse investering in Leids centrum voor NMR-spectroscopie

Paramagnetisme. Een obscure occulte praktijk? Nee. Het is een van de nieuwste wetenschappelijke methoden om het gedrag van eiwitten haarscherp in kaart te brengen. Marcellus Ubbink krijgt ruim 3 miljoen van NWO en de universiteit om een zeer krachtig apparaat 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?

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 en 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.

Andere visie op eiwitten

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

Ubbink: ‘De kennis over eiwitcomplexen en eiwitdynamiek die wij, en anderen overal ter wereld, met NMR-spectroscopie vergaren, leidt zeer waarschijnlijk in de biochemie tot herziening van de huidige standaardvisie op eiwitten. 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 het universitaire onderzoeksspeerpunt 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 de krachtige 850 MHz-spectrometer beschikt de Leidse bètafaculteit over een respectabele verzameling NMR-spectrometers, in kracht oplopend van 200 tot 850 MHz. En in combinatie met het nieuwe centrum voor nano-elektronenmicroscopie (NeCEN), heeft de faculteit de nodige faciliteiten in huis voor verstrekkend fundamenteel onderzoek.

Nieuwsredactie

Laatst Gewijzigd: 19-06-2012