The effect of secB on protein folding. A single molecule study

Promotie: dhr. A.P. Bechtluft, 13.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: The effect of secB on protein folding. A single molecule study

Promotor(s): prof.dr. A.J.M. Driessen

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Contact: Philipp Bechtluft, tel. 020-754 7172, e-mail: bechtluft@amolf.nl

Nieuwe diepgaande inzichten in de werking van chaperonne-eiwitten

Philipp Bechtluft deed onderzoek naar het effect van het moleculaire chaperonne-eiwit SecB op eiwitvouwing door middel van een enkel-molecuulmeetmethode, het zogenaamde optische pincet. Bij het optische pincet wordt het eiwitmolecuul met zijn beide vrije uiteinden gekoppeld aan twee minuscule polystyreenbolletjes, waarbij een van de bolletjes op een pipet vastgehouden wordt en het tweede bolletje gevangen wordt in de focus van een laser. Door vervolgens het pipet te verplaatsen ten opzichte van het lasergevangen bolletje kan een kracht worden uitgeoefend op het eiwitmolecuul. Indien de kracht voldoende groot is zal het eiwit ontvouwen als een uitgestrekte polypeptideketen. Dit proces blijkt reversibel. Indien het pipet namelijk weer teruggaat naar zijn startpositie, vouwt het eiwit ook weer terug naar zijn oorspronkelijke gevouwen structuur.

Bechtluft nam waar dat indien dit experiment werd uitgevoerd in aanwezigheid van de moleculaire chaperonne SecB, het eiwit na een eerste ontvouwingreactie in de ontvouwen toestand blijft. Met zijn metingen toont hij voor het eerst de werking van een moleculair chaperonne aan op enkel molecuulsniveau en laat hij zien dat het de volledig ontvouwen toestand van een eiwit is die gestabiliseerd wordt door de moleculaire chaperonne. Door gebruik te maken van een fusie-eiwit waarbij het substraateiwit vier keer achterelkaar geplakt was, kon ook het effect van SecB op de samenklontering van eiwitten bestudeerd worden. SecB bleek dit samenklonteren tegen te gaan.

Het onderzoek van Bechtluft heeft geleid tot diepgaande inzichten in de werking van chaperonne-eiwitten. De optische pincetmethode voor de bestudering van eiwitvouwing op enkel molecuulsniveau biedt veel mogelijkheden voor toekomstig onderzoek, onder meer voor de analyse van eiwitsamenklonteringprocessen zoals wordt waargenomen bij verschillende humane ziektebeelden zoals de ziekte van Alzheimer.

Philipp Bechtluft (Duitsland, 1979) studeerde biologie aan de universiteit van Osnabrück en voerde zijn promotieonderzoek uit bij de onderzoeksgroep Moleculaire Microbiologie van de Rijksuniversiteit Groningen, binnen het NWO-programma ‘van Molecuul tot Cel’. Thans is hij werkzaam als postdoc-onderzoeker bij de biofysicagroep van het AMOLF-instituut in Amsterdam.