Het idee dat de 3D-vorm van een gevouwen eiwit stabiel en onveranderlijk is, kan definitief de prullenmand in. In werkelijkheid vouwt en ontvouwt het zich voortdurend, waarbij het draait en buigt als een python met maagkramp, zo blijkt uit simulaties op de nieuwste supercomputer.

Degenen die bezig zijn om software te schrijven die de 3D-structuur van een eiwit voorspelt aan de hand van de aminozuurvolgorde, mogen zich eveneens afvragen waar ze eigenlijk aan begonnen zijn.

De computer heet Anton, wat een eerbetoon is aan de Delftse microscopie-pionier Antoni van Leeuwenhoek. Hij is gebouwd door D.E.Shaw Research in New York, het privé-instituut van biochemicus David Shaw die miljardair werd door zijn kennis van computermodellen toe te passen op de effectenbeurs.

Anton is puur ontworpen om de fysische interacties tussen deeltjes te modelleren. In dit geval de atoomkernen in een eiwit en de watemoleculen daar omheen. Dat doet hij door de tijd op te delen in minuscule stapjes van bijvoorbeeld één femtoseconde, van alle atoomparen te berekenen hoe ze zich gedurende die tijd zullen verplaatsen, en dan op grond van de nieuw berekende posities overnieuw te beginnen.

Zoiets is eerder gedaan, maar Anton kan het wél veel sneller. Hij is er in geslaagd om de bewegingen van een klein eiwit (een trypsine-inhibitor uit de alvleesklier) gedurende een hele milliseconde te simuleren. Dat kostte ongeveer 100 dagen rekentijd, zo schrijven Shaw en collega’s in Science.

Eerdere computers kwamen in diezelfde 100 dagen niet verder dan een simulatie van één honderdste milliseconde.

De resultaten blijken verrassend goed overeen te komen met eerdere theoretische voorspellingen over de dynamiek van eiwitten. Wat ten eerste betekent dat die voorspellingen waarschijlijk een stuk dichter bij de waarheid zitten dan sommige sceptici vreesden, en ten tweede dat eiwitten inderdaad verre van bewegingsloos gevouwen zitten.

Er is overigens nog een markt voor computers die nóg een paar grootte-ordes krachtiger zijn. Bekend is dat grotere eiwitten er vaak een paar héle seconden voor nodig hebben om zich te vouwen.Daar zou zelfs Anton dus duizend jaar werk aan hebben.

bron: naturenews