Watermoleculen essentieel voor structuur van ribozymen

Ribozymen of ‘RNA-enzymen’ zijn RNA-moleculen met een katalytische werking die vergelijkbaar is met die van een enzym. Voor die werking zijn watermoleculen essentieel, zo schrijven Amerikaanse en Tsjechische onderzoekers deze week op de website van PNAS.

De groep van Nils Walter (University of Michigan) ontdekte eerder al dat de 3D-vorm van ribozymen, en dus ook de enzymatische werking, sterk wordt beïnvloed door chemische modificaties van de keten. Wonderlijk genoeg maakt het daarbij weinig uit of de modificatie in de buurt van de actieve plek van het molecuul zit, of helemaal aan het andere eind.

Uit recent vervolgonderzoek is gebleken hoe dit komt. Anders dan ‘gewone’ eiwit-enzymen worden ribozymen vooral in vorm gedwongen door waterstofbruggen. Soms ontstaan die bruggen rechtstreeks tussen verschillende punten in het molecuul, soms ook zitten er watermoleculen tussen die door het ribozym zijn ingevangen. Samen vormen de bruggen een dynamisch netwerk, dat voortdurend naar de meest gunstige energietoestand zoekt.

Zodra je een willekeurig punt van het molecuul een beetje modificeert, gooi je dit hele evenwicht in de war. Er ontstaat een dominoreactie waarbij de bruggen zich in het hele molecuul gaan herschikken. De beweeglijke watermoleculen faciliteren dit proces. Gevolg is dat de 3D-structuur veel sterker verandert dan je zou verwachten.

De onderzoekers heben zelfs aanwijzigngen dat watermoleculen bepaalde reacties in de kern van het ribozym katalyseren.

bron: persbericht University of Michigan