Het karakteriseren van een klein eiwit - het bepalen van de vorm en wat het doet - was de eerste stap die Dr. Kirsten Wolthers en haar collega's zetten in hun poging om meer te weten te komen over een veelvoorkomend molecuul dat betrokken is bij een breed scala van menselijke aandoeningen.

Wolthers gebruikte de Canadian Light Source (CLS) van de Universiteit van Saskatchewan om flavodoxine te bestuderen. Dit eiwit wordt geproduceerd door allerlei bacteriën en sommige algen, ze legde uit, inclusief de bacterie geassocieerd met griep, H. pylori, E. coli en zelfs blindedarmontsteking.

Van bijzonder belang voor de universitair hoofddocent van de Universiteit van British Columbia is de flavodoxine geproduceerd door Fusobacterium nucleatum, een orale bacterie die van nature in de menselijke mond voorkomt en die een rol speelt bij parodontitis en gingivitis.

"Wat het zo interessant maakt, is dat wat de laatste 10 jaar of zo naar voren is gekomen, verbanden zijn tussen F. nucleatum en colorectale kanker en vroeggeboorte of doodgeboorte, " zei ze. In sommige onderzoeken, muizen die oraal F. nucleatum kregen, hebben een hoger dan normale incidentie van vroeggeboorten laten zien. Omdat bekend is dat flavodoxine essentieel is voor de levenscyclus van de bacteriën, het wordt gezien als een potentieel doelwit voor een controlerende groei van de bacterie.

"De vraag die we stelden was:kunnen we een chemisch molecuul vinden dat zich aan de flavodoxine zal binden om zijn functie te blokkeren en de groei van de bacteriën te remmen?"

Met behulp van röntgendiffractietechnieken bij de CLS, de onderzoekers waren in staat om diffractiepatronen te genereren die ze konden samenstellen om een ​​compleet beeld van het eiwit op te bouwen. Vervolgens vergeleken ze het flavodoxine geproduceerd door F. nucleatum met het flavodoxine geproduceerd door andere soorten bacteriën. Het werk werd gepubliceerd in het tijdschrift Protein Science.

"Wat we ontdekten was dat de kenmerken ervan typerend waren voor de flavodoxine die je zou vinden in verband met andere bacteriën, maar met kleine variaties, " zei Wolthers. De rol van het eiwit is om te werken als een kanaal, elektronen van het ene eiwit naar het andere doorgeven, maar om de een of andere reden het flavodoxine geproduceerd door F. nucleatum heeft minder affiniteit voor die elektronen.

Wolthers zei dat haar werk met flavodoxine slechts de eerste stap was op een lange onderzoeksweg, waarbij gekeken zal worden naar verschillende enzymen die door F. nucleatum worden geproduceerd om ook hun functie ten opzichte van de bacteriën te bepalen, opnieuw met als doel ze te gebruiken als medicijndoelwitten om de bacteriegroei te verstoren.

Er zijn veel toepassingen voor dit onderzoek en, in de komende jaren, ze hoopt op de creatie van een medicamenteuze behandeling die kan worden gecombineerd met chemotherapie "om de resultaten voor patiënten met colorectale kanker te verbeteren."