Rijksuniversiteit Groningen

Eiwit speelt bijzondere dubbelrol bij opbouw en afbraak peroxisomen

In cellen met een celkern (eukaryote cellen), zoals die van de mens of gist worden vele processen die belangrijk zijn voor de cel, in ruimte van elkaar gescheiden door membranen. De compartimenten noemt men celorganen of organellen. Een van die organellen is het peroxisoom, dat in de meeste eukaryote organismen essentieel is. Zo veroorzaken defecte peroxisomen bij de mens een aantal ernstige genetische afwijkingen, zoals het Zellweger syndroom. Maar in de gist Hansenula polymorpha zijn peroxisomen niet essentieel, zodat dit organisme zeer geschikt is als modelorganisme om de menselijke peroxisomale afwijkingen tot op moleculair niveau te bestuderen. Bij groei op bepaalde koolstofbronnen, zoals methanol, maakt H. polymorpha veel, vaak grote, peroxisomen aan. Opvallend is echter dat functioneel overbodige peroxisomen, bijvoorbeeld na overschakeling van methanol op glucose, ook weer worden afgebroken.

Dit proces van selectieve afbraak van het peroxisoom in H. polymorpha, pexofagie genoemd, was het onderwerp van het promotieonderzoek van Anna Rita Bellu. Zij richtte haar onderzoek onder andere op de eiwitten Pex14p en Pex3p, die zich bevinden in de membraan van peroxisomen. Eerder was al bekend dat deze eiwitten betrokken zijn bij de opbouw van peroxisomen. Bellu ontdekte echter dat dezelfde eiwitten ook betrokken zijn bij het tegenovergestelde proces: de afbraak van peroxisomen. Een dergelijke dubbelrol van een functioneel eiwit komt in de biologie niet veel voor en de manier waarop dit kan plaatsvinden is dan ook een intrigerend vraagstuk.

Bij Pex14p toonde Bellu aan dat het eiwitdeel dat betrokken is bij de pexofagie zich bevindt in het zogenaamde N-terminale einde van het eiwit. Zonder dit kleine staartje kan het eiwit prima functioneren bij de opbouw, maar niet meer bij de afbraak van peroxisomen. Het lijkt er bovendien op dat Pex14p belangrijk is bij de regulatie van de beide processen. Als er peroxisomen moeten worden afgebroken, mag immers de opbouw van nieuwe peroxisomen in dezelfde cel niet gewoon doorgaan.

Ook is het belangrijk dat in een cel niet alle peroxisomen tegelijk worden afgebroken. Het membraaneiwit Pex3p lijkt in de eerste fase van pexofagie een signaalfunctie te spelen, waardoor de peroxisomen worden uitgeselecteerd die moeten worden vernietigd, terwijl andere ongemoeid blijven. Bellu vond namelijk dat Pex3p zich anders gedraagt dan andere membraaneiwitten na overschakeling op glucose en dat een peroxisoom pas blijkt afgebroken te (kunnen) worden als Pex3p uit het membraan verdwenen is. Deze vondst maakt nieuwe, spannende onderzoekswegen vrij naar het mechanisme van de selectieve pexofagie. /FC

Anna Rita Bellu (Ozieri, Italië, 1966) studeerde agrarische wetenschappen aan de universiteit van Sassari in Italië. Op een beurs van het Ubbo Emmiusfonds van de Rijksuniversiteit Groningen deed zij haar promotieonderzoek bij de afdeling Eukaryote Microbiologie van de RUG. Inmiddels werkt zij weer in Italië als post-doc in het laboratorium Enrico Berardi aan de universiteit van Ancona.

Datum en tijd

vrijdag 26 april 2002, 14.15 uur

Informatie

dr. Ida van der Klei, tel. (050)363 21 79 (referent van mw. Bellu)

Promovendus

mw. A.R. Bellu, e-mail: belluar@biol.rug.nl (werk)

Proefschrift

Peroxisome degradation in hansenula polymorpha

Promotores

prof.dr. W. Harder en prof.dr. M. Veenhuis

Faculteit

wiskunde en natuurwetenschappen

Plaats

Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Promotie