AMSTERDAM – Wetenschappers uit de VS en Italië hebben een methode ontwikkeld om de 3D-structuur van eiwitten te voorspellen op basis van de DNA volgorde en evolutie.

De methode zou de huidige bewerkelijke experimenten overbodig kunnen maken.

De nieuwe methode gaat uit van de evolutionaire ontwikkeling van eiwitten, en kijkt daarnaast naar de vrij eenvoudig te verkrijgen DNA sequentie.

Zo kunnen voorspellingen gedaan worden over de ruimtelijke structuur die huidige experimenten een stuk sneller zouden maken. Dat publiceert PLoS One deze week.

Werkpaarden

Eiwitten zijn de werkpaarden van onze lichaamscellen, en bestaan uit reeksen aminozuren waarvoor de code in het DNA ligt. Deze aminozuren stoten elkaar af of trekken elkaar aan, en dit zorgt ervoor dat de lange rij aminozuren in een driedimensionale structuur gevouwen wordt.

Deze vouwing bepaalt meteen ook de werking ervan. Wetenschappers zijn altijd op zoek naar de precieze werking, want eiwitten spelen een rol in alle celfuncties, en vele ziekten.

In theorie zou je met de DNA volgorde kunnen weten welke aminozuren er waar in het eiwitmolecuul zitten, maar het uitrekenen van de complexe ruimtelijke structuur zou zelfs met een supercomputer jaren duren.

combinaties

Door de evolutie van bekende eiwitten over miljoenen jaren te analyseren konden de wetenschappers veelvoorkomende structuren en combinaties identificeren. Vervolgens schreven ze een algoritme dat deze structuren koppelt aan de DNA volgorde van een eiwit.

Door deze informatie te combineren ontstaat een heel betrouwbare voorspelling van hoe het molecuul eruit zou kunnen zien. De onderzoekers testten het algoritme op 15 al bekende eiwitten en de voorspelde structuur bleek in alle gevallen vrijwel volledig te kloppen.

De huidige arbeidsintensieve en niet altijd succesvolle experimenten die moeten bepalen hoe een eiwit er ruimtelijk uitziet zouden in de toekomst gericht kunnen worden op het bevestigen van een voorspelling door dit algoritme. Dat maakt het vinden van de 3D structuur van een eiwit een stuk sneller en betrouwbaarder.