The effects of urea and of pH on protein structure studied by molecular
dynamics simulation
Datum: 18 juni 2010
Promotie: mw. D.S.M. Mueller, 13.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5,
Groningen
Proefschrift: The effects of urea and of pH on protein structure
studied by molecular dynamics simulation
Promotor(s): prof.dr. A.E. Mark
Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen
Twee studies in de moleculaire dynamica
In haar proefschrift presenteert Daniela Mueller twee onderzoeken in de
computationele chemie.
De eerste gaat over het partieel ontvouwen van een enzym in ureum. Het
enzym cytochroom c-550 (een bacterieel elektron-transport eiwit)
reageert met peroxiden, maar normaal is deze 'peroxidase'-eigenschap
zwak. Oplossen in ureum leidt echter tot een duizendvoudige verhoging
van de peroxidaseactiviteit. Het ureum maakt de structuur van het eiwit
losser en zo het actieve centrum binnen het eiwit beter toegankelijk
voor de peroxiden. Dit leidt tot een hogere reactiesnelheid. Simulaties
van cytochroom c in ureum laten het gedeeltelijk openen van het actieve
centrum zien. Hierbij bleef de algemene structuur van het eiwit intact,
zodat de structuur in zijn originele, minder actieve staat kan
terugkeren als de concentratie van de ureum wordt verlaagd. Dit maakt
recycling, stabiel bewaren en meervoudig activering van cytochrome c
peroxidase voor industriële toepassing mogelijk.
De tweede studie betreft de structurele veranderingen van een eiwit van
het knokkelkoortsvirus (dengue) onder zure omstandigheden. Veel
virussen zijn omhulde holle deeltjes, die met eiwitten bedekt zijn. Bij
zure pH veranderen deze eiwitten en laten het virus met de gastheercel
fuseren en de gastheer infecteren. Histidine is een klein bestanddeel
van eiwitten, dat gevoelig is voor de zure pH waarbij infectie
plaatsvindt. Simulaties van een viraal enveloppe-eiwit lieten zien dat
de lokale veranderingen van histidines bij zure pH onomkeerbare en
globale herschikkingen in het eiwit teweegbrengen. Deze kunnen
belangrijk zijn voor de fusie van de virus met de gastheercel, en dus
voor de infectie. Daarom kan dit onderzoek bijdragen aan de bestrijding
van dengue, een ziekte die ongeveer veertig procent van de mensheid
bedreigt en waarvoor - op het bestrijden van het muggen die de ziekte
overbrengen na - op het ogenblijk geen behandeling voor bestaat.
Daniela Mueller (Duitsland, 1975) studeerde biologie aan de
Ruhr-University Bochum. Het onderzoek werd uitgevoerd bij de afdeling
Molecular Dynamics van de RUG en bij de afdeling Molecular Dynamics van
de University of Queensland (Australië). De financiering kwam van de
EU. Mueller gaat door als postdoc in hetzelfde onderzoek.
Laatst gewijzigd: 08 juni 2010 10:36
Rijksuniversiteit Groningen