Fosforylering van histidine in eiwitten zou wel eens veel belangrijker kunnen zijn dan tot nu toe werd aangenomen. En dat merk je pas zodra je het daadwerkelijk kunt meten, claimen Utrechtse onderzoekers in Nature Methods.

Die fosforylering is een van de manieren waarop eiwitten kunnen reageren op externe veranderingen, om die door te geven aan andere eiwitten verderop in een signaalroute. Chemisch gezien kan het met vier aminozuren: serine, threonine, tyrosine en histidine. Fosforylering van de eerste drie is uitputtend onderzocht maar histidine (zie de afbeelding) is lastiger. En dat heeft vooral praktische redenen: aan de tot nu toe beschreven onderzoeksprotocollen komen zeer lage pH’s te pas en onder die omstandigheden is fosfohistidine instabiel.

En hoewel al langer duidelijk was dat histidinefosforylering bij bacteriën een serieus signaalproces is, werd het bij hogere organismen tot voor kort afgedaan als onbelangrijk. Juist omdát men het niet kom meten. Wat volgens laatste auteur Simone Lemeer ook meespeelt is dat de eiwitten, waarbij het wél speelt, bij mensen slechts in heel lage concentraties voorkomen.

Samen met massaspectrometrist Albert Heck heeft ze nu echter ontdekt dat je die zeldzame eiwitten kunt concentreren met immobilized metal affinity chromatography (IMAC), waarbij Fe³⁺ het geïmmobiliseerde metaalion is. De hiervoor benodigde pH van 2,3 lijkt laag maar is voor dit soort scheidingen nog behoorlijk mild.

Om te beginnen hebben ze het uitgeprobeerd met eiwitten uit de bacterie E.coli. Dat ze gefosforyleerde histidines zouden vinden als ze ze na concentratie door een massaspectrometer zouden sturen, stond van tevoren vast. Maar het blijken er veel meer te zijn dan verwacht. Je vindt ze terug in eiwitten die betrokken zijn bij een veelheid aan metabole routes. En de fosforylering lijkt inderdaad sterk afhankelijk van externe factoren, wat bevestigt dat het echt met signalering heeft te maken.

De onderzoekers zien nu aankomen dat ook bij hogere organismen de fosforylering van histidines wel eens net zo belangrijk zou kunnen zijn als die van serine, threonine of tyrosine.

In vervolgonderzoek wil de altijd praktisch ingestelde Heck nu gaan kijken of er een nuttig verband is te vinden tussen histidinefosforylering en antibioticaresistentie.

bron: UU, Nature Methods