Onderzoekers van de Ruhr-Universität Bochum en de Universiteit van Tübingen hebben nieuwe inzichten gekregen in de structuur van het killer-eiwit Bax. Het eiwit induceert geprogrammeerde celdood, de methode waarmee het lichaam zich ontdoet van cellen die niet langer nodig zijn of die pathologisch zijn veranderd. Aangezien Bax voortdurend van locatie in de cel verandert, de structuur ervan is moeilijk te onderzoeken.

Het team onder leiding van professor Enrica Bordignon en dr. Stephanie Bleicken van de in Bochum gevestigde EPR-spectroscopiewerkgroep beschrijft nieuwe inzichten in Bax in het tijdschrift Celdood en differentiatie , online gepubliceerd op 5 september 2018. Het werk is uitgevoerd als onderdeel van het Cluster of Excellence Ruhr Explores Solvation, of kortweg Resolv.

Celdood is essentieel voor het leven

Elke seconde, ongeveer een miljoen cellen sterven in het lichaam als gevolg van geprogrammeerde celdood, ook wel apoptose genoemd. Verstoringen in dit mechanisme kunnen levensbedreigend zijn, omdat ze kanker of neurodegeneratieve ziekten kunnen veroorzaken. Een groep eiwitten, de Bcl-2-eiwitten, inclusief Bax, spelen een cruciale rol bij apoptose. "Deze eiwitten zijn moeilijk te bestuderen omdat ze van de waterige celvloeistof naar het mitochondriale membraan gaan, " legt Stephanie Bleicken uit. "De actieve vorm van het membraan-ingebedde eiwit, vooral, kan alleen worden onderzocht met een klein aantal methoden."

Meest waarschijnlijke structurele model geïdentificeerd

Het team gebruikte verschillende spectroscopische methoden om Bax te onderzoeken. Ze registreerden zowel de structuur van de membraan-ingebedde vorm van Bax als de interacties met het oplosmiddel, d.w.z. water of lipiden. De onderzoekers vergeleken deze gegevens vervolgens met eerder gepubliceerde informatie over de topologie van het eiwit en onderzochten welke resultaten met elkaar overeenkwamen. "We hebben alle bestaande structurele modellen geëvalueerd en het meest waarschijnlijke topologiemodel geïdentificeerd voor de actieve structuur van Bax in het membraan, " vat Enrica Bordignon samen.

Om apoptose te induceren, Bax maakt een gat in het membraan van de mitochondriën, die de krachtcentrales van de cellen vertegenwoordigen. De onderzoekers uit Bochum hopen ook met andere methoden het eiwit direct op het membraan van geïsoleerde mitochondriën te onderzoeken. In aanvulling, ze willen de interactie van Bax met de omringende watermoleculen bij temperaturen zoals die in het lichaam voorkomen, nader analyseren; De groep van Enrica Bordignon heeft hiervoor in het kader van Resolv de nodige methodes ontwikkeld.