In Science Advances presenteren Eindhovense onderzoekers de structuur van een eiwit dat 600 nm lang en 1,5 megadalton zwaar blijkt te zijn - één mol van deze moleculen weegt dus anderhalve ton. Het is een wereldrecord of zit daar dicht tegenaan.

Het eiwit genaamd MpIBP wordt aangemaakt door Marinomonas primoryensis, een bacterie uit Antarctische wateren. Ooit dacht men dat het werkte als antivries, maar recent bleek dat het aan de buitenkant van de bacterie zit en dat het wel eens een adhesine zou kunnen zijn. Veel bacteriën gebruiken zulke adhesines om zich aan een ondergrond naar keuze vast te hechten.

Het nu gepresenteerde werk van Ilja Voets en collega’s uit Eindhoven, Canada en Israël maakt duidelijk dat MpIBP zelfs voor een adhesine bizar lang is. Tussen de aanhechting aan de bacterie en het uiteinde dat aan de ondergrond blijft plakken, zit een soort ketting die bestaat uit ongeveer 120 identieke eiwitfragmenten van elk 104 aminozuren. Die stukjes lijken sterk op een immunoglobulinedomein uit een antilichaam, en er zal dus wel een evolutionair verband zijn.

De ondergrond is óf een stuk Antarctisch ijs vlak onder het wateroppervlak, óf een tweede exemplaar van M. primoryensis, óf een kiezelwier (diatomee). Het uiteinde van MpIBP beschikt over aparte hechtingsmodules voor eiwitketens, suikers en bevroren water, en is wetenschappelijk gezien dan ook verreweg het interessantst.

M. primoryensis blijkt in symbiose te leven met die diatomeeën. Zij zorgen dat de bacterie voldoende zuurstof krijgt, en in ruil daarvoor verankert de bacterie ze vlak onder het wateroppervlak waar ze voldoende zonlicht kunnen vangen voor hun fotosynthese. En om de kolonie van bacteriën, diatomeeën en ijs netjes bij elkaar te houden met een comfortabele onderlinge tussenruimte, is de lengte van het adhesine precies goed.

Het adhesine was overigens veel te groot om in één keer te analyseren. De structuren van de vijf verschillende eiwitbouwstenen, die er in zitten, zijn elk afzonderlijk bepaald met röntgen- en NMR-technieken. Daarbna is gekeken hoe de stukken op elkaar pasten.

Dat de staart zo lang moet zijn, is overigens puur afgeleid uit de getalsverhouding van de verschillende bouwstenen. In principe zou je het ook uit het genoom moeten kunnen halen, dat ongetwijfeld 120 repeterende stukjes van driemaal 104 letters bevat. Maar helaas bestaan er nog geen DNA-sequencers die dat kunnen vaststellen zonder hopeloos de tel kwijt te raken.

bron: TU/e