Water is van essentieel belang voor het leven zoals wij dat kennen. En onderzoekers weten nu eindelijk waarom. Het heeft alles te maken met proteïnen.
Onderzoekers van de Ohio State University hebben overtuigend bewijs gevonden dat watermoleculen nodig zijn voor het vouwen van proteïnen of eiwitten.
Vouwen
Proteïnen zijn grote en complexe moleculen die door zich te vouwen een specifieke vorm aan kunnen nemen en zo bepaalde biologische reacties mogelijk maken. Onderzoek toont nu aan dat proteïnen zich niet zelfstandig kunnen vouwen. Het vouwen blijkt het werk te zijn van veel kleinere watermoleculen die de proteïnen omringen en aan de proteïnen duwen en trekken, waardoor deze zich in een fractie van een seconde vouwen.
Heel snel
“Lang hebben onderzoekers geprobeerd uit te vinden hoe water de interactie aangaat met proteïnen,” vertelt onderzoeker Dongping Zhong. “Dit is een fundamenteel probleem dat verband houdt met de structuur, stabiliteit, dynamiek en – uiteindelijk – ook de functie van proteïnen. Wij geloven dat we nu sterk, direct bewijs hebben dat water in een kort tijdsbestek (picoseconden, oftewel een biljoenste van een seconde) bewegingen van proteïnen regelt.”
Zhong en collega’s baseren hun conclusies op experimenten met DNA-polymerase (een proteïne betrokken bij DNA-replicatie). Met behulp van supersnelle laserpulsen gingen ze na hoe watermoleculen rond deze proteïnen bewegen. Uit het onderzoek blijkt dat watermoleculen specifieke delen van de proteïnen aantikken: de delen die zich aan elkaar binden of elkaar loslaten om een proteïne van vorm te laten veranderen. “Watermoleculen werken samen als een groot netwerk dat de bewegingen van proteïnen regelt.” Overigens kunnen watermoleculen niet bepalen welke vorm een proteïne aanneemt. Een proteïne kan maar op een paar verschillende manieren worden gevouwen en die zijn afhankelijk van de aminozuren waar deze uit bestaat. “We tonen hier aan dat de uiteindelijke vorm van een proteïne afhangt van twee dingen: water en de aminozuren.”
