Radboud Universiteit Nijmegen
Publicatie Mol Cell
Natrium-calcium-wisselaar in drie dimensies
Nijmeegse onderzoekers zijn er in geslaagd om met gevoelige
NMR-bepalingen de driedimensionale structuur van een belangrijke
ionenwisselaar uit onze cellen te bepalen. Dit machientje draagt bij
aan het regelen van de calciumconcentraties in de cel. De
structuurbepaling maakt duidelijk dat de twee calciumsensoren van de
ionenwisselaar opmerkelijk verschillen.
Calciumionen zijn belangrijk voor de communicatie van de cel met de
`buitenwereld' en voor het vervolgens in gang zetten van allerlei
reacties in de cel. Veranderingen in de calciumconcentraties sturen
allerlei belangrijke celprocessen aan, zoals genetische transcriptie,
hormoonproductie en het samentrekken van de (spier)cel. Hart- en
vaatziekten worden in verband gebracht met een verstoorde
calciumhuishouding in de cellen.
Deltawerken
In rusttoestand bevat een cel weinig calcium, terwijl de vloeistoffen
om de cel boordevol zitten. Als de cel een signaal krijgt van een
neurotransmitter stroomt calcium van buiten naar binnen, en zet daar
processen in gang. Maar dan moet het calcium er weer uit. En van een
lage concentratie naar een hoge, dat is lastiger dan andersom.
De cel heeft voor dit proces twee mechanismen. Een
calcium-plasmamembraan: een constante, langzame pomp die energie
vergt; en een snelle ionenwisselaar. Deze wisselt drie natriumionen
tegen één calciumion en komt pas in actie als de calciumconcentraties
in de cel boven een bepaald niveau komen. Kennelijk bevat het eiwit -
want dat is de wisselaar - een sensor voor calciumniveau's. Juist deze
calcium-`thermostaat' is nu goed in beeld gebracht. Het blijken er
zelfs twee te zijn, die onderling nogal verschillen. De onderzoekers
zeggen hiermee een belangrijk aanknopingspunt in handen te hebben voor
de ontwikkeling van middelen tegen hart- en vaatziekten.
NMR-expertise
Het nu gepubliceerde onderzoek is werk van Mark Hilge, Jan Aelen en
Geerten Vuister, biofysisch chemici van het Institute for Molecules
and Materials van de Radboud Universiteit. Vuister kreeg vorig jaar
een VICI-beurs voor de verdere uitbouw van dit project. Eerste auteur
Hilge werkt inmiddels als onderzoeker bij het Nederlands Kanker
Instituut in Amsterdam. De (bio)fysische chemie beschikken sinds vorig
jaar over een nieuw NMR-gebouw: het Goudsmit Paviljoen. Het lab
beschikt over hooggevoelige NMR-apparaten voor vastestof-NMR en voor
onderzoek aan biologiasche materialen. De Nijmeegse NMR-groep heeft
verder een grote staat van dienst in het verbeteren van de
onderzoeksmethodiek en -apparatuur.