In een correct gevouwen eiwi zit gemiddeld één op de 6.000 bouwstenen vastgevroren in een thermodynamisch uiterst ongunstige stand. De huidige theoretische modellen voorspellen dat dat niet kan maar als je goed kijkt naar eerder opgehelderde eiwitstructuren kun je het gewoon zien, schrijven Andrew Brereton en Andrew Karplus in Science Advances.

Zo’n dwangstand vormt een overgang tussen twee toestanden die wél stabiel zijn. Die stabiele toestanden, uitgedrukt in de hoeken die bindingen met elkaar kunnen maken, zijn meer dan 50 jaar geleden theoretisch voorspeld door de Indiase fysicus G.N.Ramachandran. Op basis van zijn ‘Ramachandran plots’ wordt nog altijd voorspeld hoe een gegeven aminozuurvolgorde zich stabiel zal vouwen, en meestal kloppen die voorspellingen heel aardig.

Maar er zijn dus natuurlijke 3D-eiwitstructuren die er nadrukkelijk niet door worden voorspeld. Sommige van die structuren zijn allang opgehelderd met behulp van röntgenkristallografie, maar kennelijk is het nooit iemand opgevallen dat er hier en daar letterlijk iets wrong.

Uit waarnemingen van zulke dwangstanden in verschillende eiwitten kun je in de eerste plaats reconstrueren hoe de overgang tussen stabiele toestanden precies verloopt. Iets dat tot nu toe onmogelijk leek omdat het proces normaal gesproken een kwestie van een biljoenste seconde is.

Karplus vergelijkt het met het werk van de negentiende-eeuwse Engelse pionier Eadweard Muybridge, die ruim vóór de uitvinding van de filmcamera al bewegingen van mens en dier vastlegde door foto’s uit verschillende fototoestellen aan elkaar te plakken.

Hij voorspelt overigens dat het jaren of zelfs decennia zal duren voordat duidelijk wordt hoe groot de impact van zijn ontdekking precies is.

bron: Oregon State University