Wetenschappers hebben het eerste bewijs ontdekt van eiwitvouwing die wordt aangedreven door vloeistof-vloeistoffasescheiding. een fenomeen waarbij vloeistoffen zich vormen tot microscopisch kleine druppeltjes en zich in cellen afscheiden, zoals druppels olie in water.

In een studie gepubliceerd in het tijdschrift Chemische Wetenschappen , onderzoekers van de Universiteit van Notre Dame ontdekten dat verhoogde concentraties van eiwitten in de druppeltjes een vouwing veroorzaakten, het verhogen van het potentieel voor eiwitaggregatie - of verkeerde vouwing - die in verband is gebracht met neurologische ziekten, waaronder de ziekte van Alzheimer en amyotrofische laterale sclerose (ALS).

"Deze specifieke eiwitten zijn intrinsiek ongeordend - ze hebben geen goed gedefinieerde structuur - maar wanneer ze door deze druppels worden samengeperst, we zien bewijs van vouwen, " zei Arnaldo Serrano, assistent-professor bij de afdeling Scheikunde en Biochemie in de Notre Dame en hoofdonderzoeker van de studie. Eiwitten zijn van nature vormloos, zoals stukjes gekookte spaghetti - en werken alleen wanneer ze in specifieke, driedimensionale structuren. "Stel je voor dat je in een menigte bent, en iedereen in de menigte heeft zijn armen uitgestrekt. Jullie gaan niet zo goed bij elkaar passen. Je trekt je armen naar binnen, en misschien je handen samentrekken. Als het druk wordt, deze eiwitten condenseren tot een gevouwen structuur."

Door de jaren heen, onderzoekers hebben onderzocht hoe de microscopisch kleine druppeltjes, zich natuurlijk en spontaan vormen in cellulaire structuren, meerdere functies vervullen. Cellen kunnen gevaarlijk biomateriaal in de vloeistofcompartimenten sturen en bevatten om de cel tegen schade te beschermen. Er zijn ook aanwijzingen dat ze verschillende chemische reacties kunnen veroorzaken, zoals eiwitaggregatie.

In hun studie hebben Serrano en zijn team gebruikten infraroodspectroscopie om de vouwing van een specifiek eiwit geassocieerd met ALS te meten. De infrarood lasers creëren lichtpulsen, het genereren van trillingsfrequenties die fungeren als een identificatie vergelijkbaar met een vingerafdruk. De frequentie identificeert op unieke en nauwkeurige wijze de structuur van een eiwit als gevouwen of ongevouwen.

Hoewel het onderzoek niet testte op bewijs van aggregatie van de eiwitten, Serrano legde uit dat eiwitvouwing en aggregatie nauw met elkaar verbonden zijn.

"Je kunt aggregatie zien als een vouwgebeurtenis van de tweede orde, " zei hij. "Eiwitten vouwen vaak in tussenstructuren langs de weg naar aggregatie. We hebben dit idee gevalideerd dat eiwitten in de druppel niet veel ruimte hebben en gedwongen worden te vouwen - de volgende logische stap is dat ze gedwongen worden te aggregeren."

Serrano zei dat hij en zijn team momenteel een vervolgonderzoek uitvoeren om te bepalen of een dergelijke vouwing in feite kan dienen als een eerste stap voor het verkeerd vouwen in andere eiwitten.