Eiwitten zijn essentieel voor het leven en bestaan ​​uit twintig verschillende aminozuren. Deze aminozuren zijn in lange ketens met elkaar verbonden en de volgorde van aminozuren bepaalt de structuur en functie van het eiwit.

De twintig aminozuren die in eiwitten worden gebruikt, komen allemaal in de natuur voor en worden allemaal gecodeerd door de genetische code. Een team van scheikundigen van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft nu echter aangetoond dat de natuur een andere reeks aminozuren had kunnen gebruiken om eiwitten te bouwen.

De scheikundigen, onder leiding van professor Peter Schultz, creëerden een nieuwe set van twintig aminozuren die niet in de natuur voorkomen. Deze aminozuren worden ‘synthetische aminozuren’ genoemd en zijn ontworpen om compatibel te zijn met de genetische code.

Vervolgens gebruikten de onderzoekers de synthetische aminozuren om een ​​eiwit te maken. Het eiwit was functioneel en kon dezelfde functie vervullen als een eiwit dat uit natuurlijke aminozuren was gemaakt.

Deze studie laat zien dat de natuur een andere set aminozuren had kunnen gebruiken om eiwitten te bouwen. Dit heeft gevolgen voor ons begrip van de evolutie van het leven, en het opent ook nieuwe mogelijkheden voor het ontwerp van nieuwe eiwitten met nieuwe functies.

Implicaties voor de evolutie van het leven

De bevinding dat de natuur een andere reeks aminozuren had kunnen gebruiken om eiwitten te bouwen, heeft implicaties voor ons begrip van de evolutie van het leven.

De genetische code is een set regels die bepaalt hoe de informatie in DNA wordt vertaald in eiwitten. De genetische code is universeel, wat betekent dat deze in alle levende organismen hetzelfde is. Dit suggereert dat de genetische code al heel vroeg in de geschiedenis van het leven is geëvolueerd en dat deze sindsdien bewaard is gebleven.

Het feit dat de natuur een andere reeks aminozuren had kunnen gebruiken om eiwitten te bouwen, suggereert dat de genetische code misschien niet zo beperkt is als we dachten. Dit zou kunnen betekenen dat de genetische code recenter is geëvolueerd dan we dachten, of dat deze meerdere keren onafhankelijk van elkaar is geëvolueerd.

Nieuwe mogelijkheden voor eiwitontwerp

De ontwikkeling van synthetische aminozuren opent nieuwe mogelijkheden voor het ontwerp van nieuwe eiwitten met nieuwe functies.

Eiwitten worden voor een breed scala aan doeleinden gebruikt, waaronder katalyse, transport en signalering. Door nieuwe eiwitten met nieuwe aminozuren te maken, kunnen wetenschappers eiwitten met nieuwe eigenschappen en functies ontwerpen.

Dit zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe medicijnen, nieuwe materialen en nieuwe biosensoren. Het zou ons ook kunnen helpen de moleculaire basis van het leven beter te begrijpen.