Bacteriën beschermen hun DNA tegen oxidatieve stress met behulp van ijzerhoudende eiwitten die hier en daar rond de helix zitten en er elektronen in pompen. Het klinkt bizar maar experimenten lijken het te bevestigen, meldt Caltech-onderzoeker Jacqueline Barton in JACS.

Dat deze zogeheten Dps-eiwitten iets met bescherming tegen oxidatieve stress te maken hebben, was al langer duidelijk. Dps (voluit ‘DNA binding protein from starved cells’) behoort tot de zogeheten ferritine-eiwitten, die elders in de cel dienen als buffer voor ijzerionen. Zo’n ferritine bevat maar liefst 24 Fe²⁺-ionen; Barton omschrijft het als ‘een M&M met een eiwitmantel’. Dat uit de gezamenlijke elektronenwolk van die ijzerkernen nu en dan een paar elektronen worden ‘geleend’ om radicalen te neutraliseren, is chemisch gezien niet zo verwonderlijk.

Wel verwonderlijk is dat de gemiddelde bacterie veel te weinig Dps produceert om al zijn DNA afdoende te beschermen. Bij oxidatieve stress wordt de productie weliswaar opgevoerd (een belangrijk argument voor de hypothese dat die twee überhaupt met elkaar te maken hebben!) maar zelfs dan duurt het gemiddeld nog veel te lang eer een ongewenst radicaal zo’n Dps-molecuul tegenkomt.

Tenzij Barton gelijk heeft en dat molecuul helemaal niet naar de plek van de beschadiging hoeft te komen. Zij vermoedt dat Dps hier en daar rond de DNA-spiraal gaat zitten. DNA is een redelijk goede elektronengeleider. Dus als ergens een base een elektron verliest, kan het die wellicht aanvullen uit een Dps-molecuul dat een heel eind verderop zit.

Barton en promovenda Anna Arnold hebben dat uitgeprobeerd in vitro. Ze beschadigden DNA-fragmenten van zo’n 70 basenparen met een rutheniumcomplex dat, onder invloed van zonlicht, een elektron kan afsnoepen van een guaninebase. Die verandert daardoor in een radicaal dat oxidatieve schade kan toebrengen aan de rest van de keten.

Voegden ze een beetje Dps (uit E.coli) toe, dan verminderde de DNA-schade met 80 procent. Het werkte echter alleen as het Dps ‘geladen’was met Fe²⁺; Dps met Fe³⁺, waar de reserve-elektronen als het ware al uit waren, hielp niet.

Met fluorescentiespectroscopie zagen ze echter geen verschil tussen ruthenium-DNA-complexen met en zonder Dps-toevoeging. Dat suggereert dat die Dps inderdaad niet tegen het ruthenium aan gaat zitten.

Als dit reparatiemechanisme echt zo werkt, is het wellicht een interessant niew doelwit voor antibiotica, denkt Barton.

bron: C&EN