NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2014/klonterende-eiwitten-bij-parkinson-en-alzheimer-in-model-gevangen-nr-127/

Geprint op :
10 december 2018
22:34:39

Twentse wetenschappers hebben het samenklonteren van eiwitten in een model gegoten. Het samenklonteren komt voor in de hersenen van patiënten met de ziektes van Parkinson en Alzheimer. Nu de eiwitten in een model zijn gevangen, hopen de onderzoekers meer te weten te komen over het ontstaan van deze ziektes.

De gestegen levensverwachting in de westerse maatschappij heeft geleid tot een toename van ouderdomgerelateerde aandoeningen zoals de ziektes van Parkinson en Alzheimer. Bij beide ziektes klonteren eiwitten samen in de hersenen van patiënten. Opmerkelijk is dat deze eiwitklonten gevouwen zijn in zogeheten cross-β-sheets, terwijl losse eiwitten niet op deze manier (mis)vouwen.

Waarom klonteren?
De wetenschappers Ioana Ilie, Wouter den Otter en Wim Briels van de Universiteit Twente onderzoeken waarom de eiwitten op deze manier klonteren en welke omstandigheden dit proces versnellen of vertragen. Met modellen en simulaties willen de onderzoekers de vinger leggen op de fundamenten achter Parkinson en Alzheimer.

Simuleren in drie stappen
Het simuleren en modelleren van de klontering is ingewikkeld. Er zijn geen pasklare computerprogramma's omdat het klonteren te lang duurt en omdat het om grote moleculen gaat. Daarom ontwikkelden de onderzoekers een eigen model en simuleerden het proces. Dat ging in een paar stappen. Ten eerste vereenvoudigden ze het eiwit tot een korte keten van vijf deeltjes. Deze deeltjes kunnen verschillende vormen aannemen: sferisch voor wanordelijke segmenten en cilindrisch voor gevouwen segmenten. De interacties tussen de deeltjes veranderen mee: zwak en isotroop in de wanordelijke toestand, sterk en anisotroop voor de gevouwen toestanden. Vervolgens simuleerden ze de bewegingen van de deeltjes. En ten derde zorgden de fysici ervoor dat de deeltjes op elkaar konden reageren. De parameters van het model waren zoveel mogelijk gebaseerd op experimenten.

Simulatie lukt
Tijdens het runnen van de simulatie zagen de onderzoekers dat deeltjes inderdaad spontaan kunnen samenklonteren. Eerst ontstaan kleine klonten of korte draden. Vervolgens groeien de draden verder. De onderzoekers gaan hun eiwitmodel nu verder verfijnen met experimentele resultaten van de andere groepen in dit programma.

Nadere informatie
Rotational Brownian Dynamics simulations of clathrin cage formation, I.M. Ilie, W.K. den Otter and W.J. Briels, J. Chem. Phys. 141, 065101 (2014).