GFP-eiwit dient als elektronendonor

Russische onderzoekers denken te weten waarom Moeder Natuur ‘green fluorescent protein’ (GFP) heeft uitgevonden. Het eiwit blijkt een elektronendonor te zijn, zo schrijven ze op de website van Nature Chemical Biology.

Het GFP-eiwit, dat groen fluoresceert als er licht op valt, komt onder meer voor in bepaalde kwallensoorten. In de life sciences wordt het op grote schaal gebruikt als marker: je blijkt het gen, dat voor GFP codeert, vrij eenvoudig te kunnen koppelen aan het gen voor een willekeurig eiwit dat je wilt volgen. De bedenkers verdienden er vorig jaar een Nobelprijs mee.

Waar de kwal zélf GFP voor nodig heeft, was tot nu toe echter een raadsel. In elk geval niet om zichzelf mooi te maken: voor een organisme zonder ogen heeft dat weinig zin.

De groep van Konstantin Lukyanov (Shemyakin-Ovchinnikov-instituut voor bio-organische chemie, Moskou) heeft nu bij toeval ontdekt dat de groene gloed verandert in rood wanneer er elektronenacceptoren in de buurt zijn, zoals benzochinon of kaliumferricyanide. Dat wijst er op dat GFP zelf elektronen afstaat, en dat daarbij een verandering optreedt in het eiwitgedeelte (chromofoor) dat voor de kleur verantwoordelijk is.

Vervolgonderzoek wees uit dat hetzelfde gebeurt in de aanwezigheid van elektronenacceptoren die biologisch wat relevanter zijn, zoals nicotinamid-adeninedinucleotide of cytochroom C. Van dat laatste molecuul kunnen er twee worden gereduceerd door één GFP-molecuul, wat doet vermoeden dat bij de verkleuring twee elektronen betrokken zijn.

De Russen hebben het inmiddels uitgeprobeerd met alle natuurlijke GFP-varianten (uit verschillende organismen) die ze konden vinden. Ze werden allemaal rood. Alleen bij mutaties die van nature niet groen oplichten maar blauw, werkt het niet.

Het lukt zelfs met GFP dat als marker in een zoogdiercellenkweek zit. Lukyanov vraagt zich hardop af of dit misschien een manier is om redoxreacties in levende cellen te volgen.

Wat een kwal precies aan dit mechanisme heeft, is het volgende raadsel. Mogelijk is het een manier om de aanwezigheid van licht te detecteren.

bron: naturenews