Versuikering van eiwitten is te stoppen met een AGE-breker

Aan eiwitten worden vaak suikers gebonden. Dat gebeurt doelgericht en is van belang voor de functie van het eiwit. Enzymen knopen de suikers vast aan aminozuren in de eiwitmoleculen. Glycolysering heet het proces en de producten zijn glycoproteïnen.

Maar er zijn ook ongecontroleerde reacties van suikers aan aminozuren. De suiker glucose kan bijvoorbeeld met de aminogroep (-NH) in lysine reageren. Aan het stikstofatoom aan het eind van het lysinemolecuul bindt dan de keten van zes koolstofatomen van glucose. Aan vijf van die koolstofatomen is zuurstof gebonden. Onder afsplitsing van twee watermoleculen ontstaat een tussenvorm waarin twee dubbelgebonden zuurstofatomen naast een dubbele koolstofbinding voorkomen. Dat complex reageert vrijwel onmiddellijk met een ander deel van het eiwit, of met een naburig eiwitmolecuul, wat de functie van het eiwit kan hinderen.

Dit reactiemechanisme leidt tot zogenaamde advanced glycation end-products, een wat gezochte naam die aangeeft dat er dwarsverbindingen binnen of tussen eiwitten ontstaan. De naam krijgt pas zin in zijn acroniem AGE. Want de niet-enzymatische glycolysering of glycation wordt inmiddels als een belangrijk verouderingsmechanisme van eiwitten beschouwd. Dit proces is een tien jaar geleden voor het eerst beschreven. De laatste twee jaar wordt er regelmatig nieuw onderzoek gepubliceerd. Over het algemeen is het niet erg als eiwitten verouderen. De meeste eiwitten worden binnen minuten of uren weer afgebroken. Maar in de collageeneiwitten van langlevend bindweefsel lijkt de vorming van AGE's het belangrijkste verouderingsmechanisme. En inmiddels is bekend dat AGE's ook de functie van receptoren kunnen beïnvloeden. Receptoren zijn eiwitten in de celmembranen die signalen van langsstromende boodschappermoleculen (hormonen) oppikken en de cel aan het werk zetten. Een door AGE verstoorde receptor geeft te vroeg of te laat zijn signalen af en dat leidt tot ziektes of gebrek. AGE-ing gebeurt versneld bij suikerziektepatiënten. Ook verlaagt AGE-ing de snelheid waarmee het slechte cholesterol LDL uit de bloedbaan wordt verwijderd. Twee jaar geleden is ook in enkele publicaties gesuggereerd dat AGE-ing een rol speelt bij het ontstaan van de ziekte van Alzheimer.

De werkelijke rol en invloed van AGE-ing zijn nog onduidelijk, maar toch hebben Amerikaanse onderzoekers al gezocht naar een stof die het proces omkeert (Nature, 18 juli). De stof N-phenacylthiazoliumbromide (PTB) blijkt de reactie via de twee dubbelgebonden zuurstofatomen en de dubbele binding om te keren, waardoor de ongewenste dwarsverbindingen binnen of tussen eiwitmoleculen verdwijnen. Zowel in de reageerbuis als in een proefdier bleek de AGE-ing met PTB omkeerbaar. Als proefdieren gebruikten de onderzoekers diabetische ratten. Het collageen in de pees van de staart van de behandelde en onbehandelde dieren werd vergeleken met het collageen van een soortgenoot waarin geen diabetes was opgewekt. Het collageen van de behandelde dieren leek in alle opzichten op dat van niet-diabetische dieren. Hiermee is nog niet aangetoond dat de-AGE-ing ook ziekte voorkomt of uitstelt, schrijven de onderzoekers, maar wel dat er een rationele basis is gelegd voor het ontwikkelen van AGE-splitsende middelen die mogelijk een brede medische toepassing kunnen krijgen.

    • Wim Köhler