Onderzoek: doorbraak in het scheiden van moleculen

De Nederlandse UTwente heeft een nieuwe methode ontdekt waarin een enzym is gescheiden uit een complex eiwit mengsel. Het enzym behield zijn specifieke eigenschappen daarbij volledig.

Trefwoorden: #molecule, #research, #UTwente

Lees verder

research

( Foto: UTwente )

ENGINEERINGNET.BE - De methode die dr. ir. Saskia Lindhoud van UTwente gebruikt om moleculen van elkaar te scheiden, is geïnspireerd op biologische systemen. Cellen zijn er bijvoorbeeld goed in om ervoor te zorgen dat de juiste moleculen op de juiste plek zijn om deel te nemen aan biologische processen.

Een manier waarop cellen dit voor elkaar krijgen is om gebruik te maken van compartimenten. In het klassieke plaatje van de cel zijn deze compartimenten omgeven door een membraan en worden deze organellen genoemd. Deze organellen drijven in het cytosol, de cellulaire vloeistof.

Maar het lijkt er steeds meer op dat dit cytosol ook uit compartimenten bestaat, zogenaamde membraanloze organellen. Die zien eruit als druppels en vormen door water-in-water fasenscheiding.

Een hypothese is dat deze membraanloze organellen ervoor zorgen dat de juiste moleculen op het juiste moment op de juiste plek zijn. Lindhoud: “Als we begrijpen hoe membraanloze organellen zo precies kunnen scheiden, biedt dat mogelijkheden voor scheidingen in chemische processen. Veel membraanloze organellen vormen via interacties tussen positief en negatief geladen groepen op eiwitten en RNA."

In ons lab bootsen we dit na met positief en negatief geladen polymeren. Een polymeer is een lang molecuul dat bestaat uit een lange keten van gelijke delen, monomeren genaamd. In ons onderzoek zijn de monomeren dan wel positief dan wel negatief geladen.

Als je oplossingen van deze positief en negatief geladen polymeren met elkaar mengt, worden druppelachtige structuren gevormd met vergelijkbare eigenschappen als membraanloze organellen. Onze modeldruppels kunnen net als membraanloze organellen selectief een eiwit, in ons geval lysozym, uit een complex eiwitmengsel opnemen.”

"De structuur van dit enzym werd door de manier van scheiding niet aangetast. Lysozym is nog steeds in staat om af te breken. Het enzym blijft dus actief.”

“Zo’n scheidingsproces van moleculen is bruikbaar bij het terugwinnen en recyclen van chemische stoffen of medicijnresten uit afvalwater," aldus Lindhoud.

"Maar zover zijn we nog niet. Wij blijven puzzelen op andere vragen die nog bestaan in het onderzoeksproces van het scheiden van moleculen. Onze bevindingen zijn echter een goede stap in die richting.”