Bacteriën beschikken over transporteiwitten die suikermoleculen letterlijk weghappen alsof ze Pac-Man zijn. Met geavanceerde spectroscopische technieken hebben onderzoekers uit Bonn dit niet keihard bewezen maar wel heel erg aannemelijk gemaakt, schrijven ze in het Biophysical Journal.

Hun publicatie gaat over zogeheten tripartite ATP-independent periplasmic transporters, afgekort TRAP, uit Gram-negatieve bacteriën. Zo’n eiwit bestaat uit drie domeinen. Twee zitten vast op het binnenste celmembraan, het derde speurt in het periplasma tussen de celmembranen naar suikermoleculen, met name siaalzuren. Als het er eentje te pakken heeft, halen de andere twee het binnen en werken de suiker door het binnenste membraan heen.

Via röntgenkristallografie was al vastgesteld dat het suikerzoekende domein minimaal twee standen kan aannemen: open of dicht. Maar onduidelijk was of het voortdurend in het rond hapt, of dat het zich pas sluit als het een suiker beet heeft.

Dat laatste blijkt het geval. In elk geval bij VcSiaPQM, een TRAP transporter uit Vibrio cholerae die specifiek N-acetylneuraminezuur opneemt. Gregor Hagelüken en promovendus Janin Glänzer monteerden er twee extra cysteïnebouwstenen in waar ze zogeheten spinlabels aan konden hechten: moleculen waar ergens een ongepaard elektron in zit. Met pulsed electron-electron double resonance spectroscopy (PELDOR, ook bekend als double electron-electron resonance oftewel DEER) maten ze vervolgens de afstand tussen die twee labels (de blauwe vlekken in de afbeelding), die vermindert wanneer het eiwit dicht klapt.

Resultaat: zolang er geen N-acetylneuraminezuur aanwezig is meet je altijd de afstand die overeenkomt met een eiwit dat open staat. En hoe meer van die suiker je toevoegt, hoe sterker het signaal wordt dat overeenkomt met een ‘dicht’ eiwitmolecuul. Een tussenstand meet je niet, dus het dichtklappen moet heel snel in zijn werk gaan.

Met die kennis van het mechanisme in het achterhoofd, kun je wellicht een antibioticum ontwerpen dat de hapfunctie saboteert. Dat verhoogt de kwetsbaarheid van zulke bacteriën, die suikers onder meer gebruiken om zichzelf te campoufleren voor het immuunsysteem. Maar zo ver is het nog lang niet.

bron: Universität Bonn