ENGINEERINGNET.BE - Een gemiddeld mens krijgt elke dag zo’n 2 tot 5 milligram koper binnen. Het zit bijvoorbeeld in vlees, vis en noten. Koper kan in ons lichaam als twee ionen voorkomen: koper 1+ en koper 2+.
Koper 1+ is gevaarlijk voor de cel. “Het kan reageren met zuurstof en vormt daarbij zogeheten reactive oxygen species: instabiele moleculen die schadelijk zijn voor de cel”, aldus onderzoeksleider Peter-Leon Hagedoorn van TU Delft. Koper speelt zo ook een rol bij ziekten, zoals kanker, diabetes en de ziekte van Alzheimer.
Daarentegen bindt koper 2+ zich aan diverse soorten eiwitten. De complexen die zo ontstaan voeren belangrijke cellulaire taken uit. Hagedoorn: “We wilden erachter komen hoe bij deze stabiele complexen met koper 2+ in de cel tóch reactive oxygen species ontstaan.”
De onderzoekers richtten zich op het moment dat koper 2+ zich bindt aan een minuscuul stukje eiwit. “Zo’n stukje eiwit noemen we een motief, en het motief waar koper zich aan bindt bestaat uit drie aminozuren”, stelt Hagedoorn.
“In ons lab zijn we in staat om heel snel koper 2+ te mengen met deze eiwitmotieven. Vervolgens hebben we de samples op verschillende momenten in de tijd bevroren door ze razendsnel tegen een koude plaat aan te schieten."
"Met behulp van Elektron Paramagnetische Resonantie konden we zien hoe de complexen in de loop der tijd veranderden. Je meet met die techniek de magnetische eigenschappen van ongepaarde elektronen in de koperionen, waardoor je het gelijk ziet als er iets in de chemische omgeving van het ion verandert. ”
Uit het onderzoek bleek dat koper niet in één keer vastklikt aan een eiwit, maar dat het zich stapje voor stapje bindt. “Bij dat proces ontstaan tijdelijke tussenvormen”, vertelt Hagedoorn.
In de heel korte tijd dat ze bestaan, kunnen de nieuw ontdekte tussenvormen reageren met zuurstof. Dat kan leiden tot de voor de cel zo schadelijke reactive oxygen species.
De onderzoekers vermoeden ook dat de tussenvormen een rol spelen bij andere koper-gerelateerde processen, zoals het transport van koper over het celmembraan.
De resultaten vergroten het begrip van het gedrag van koper in de cel. Het zou kunnen dat de nieuw ontdekte tussenvormen en de reacties die ze veroorzaken, een rol spelen bij het ontstaan van ziekten. Dat moet verder worden onderzocht.
