Nobelprijs scheikunde voor onderzoek naar molecuul

ROTTERDAM, 16 OKT. De Nobelprijs voor de scheikunde is gistermiddag toegekend aan de Amerikaan Paul Boyer (1918), de Brit John Walker (1941) en de Deen Jens Skou (1918). Zij delen de prijs (Skou de helft, de anderen ieder een kwart) van ongeveer twee miljoen gulden voor hun onderzoek aan enzymen die ATP omzetten. De prijs wordt op 10 december in Stockholm uitgereikt.

ATP is de belangrijkste snelle energieleverancier in planten, dieren en micro-organismen. Opgeslagen vet en vastgelegde suikers in de lever en spieren dragen hun energie eerst aan ATP over voordat die biochemisch kan worden aangewend. Een eenmaal gemaakt molecuul ATP wordt meestal binnen een paar minuten gebruikt. Een mens in rust verbruikt per etmaal ongeveer 40 kilo ATP. Tijdens extreme inspanning, als de spieren veel energie verbruiken, kan de ATP-consumptie oplopen tot een pond per minuut, waarbij de overblijvende moleculen weer zeer snel tot ATP worden gerecycled.

ATP (het is de afkorting van adenosine trifosfaat) 'bevat' biochemische energie die is opgeslagen in energierijke fosfaatbindingen. Als de energie uit zo'n binding vrijkomt, wordt ATP omgezet in adenosine difosfaat (ADP). Tijdens de reactie van ATP in ADP is het molecuul meestal gebonden aan een veel groter enzym of eiwit. De vrijgekomen energie wordt dan direct aan het grotere molecuul overgedragen en daarbij bijvoorbeeld gebruikt voor een spiersamentrekking, de aanmaak van een spijsverteringsenzym of de opbouw van lichaamsbouwstoffen. Het overgebleven ADP wordt 'gerecycled' en weer in ATP omgezet. Dat gebeurt vooral in de celmitochondriën. Deze celorganellen zijn de energieleveranciers van de cel.

Voor onderzoek aan ATP zijn al eerder Nobelprijzen uitgereikt. De ontdekker van ATP in 1929, de Duitse chemicus Karl Lohmann, liep de prijs mis. De Engelsman Alexander Todd kreeg in 1957 een Nobelprijs voor de synthese van ATP. Fritz Lipmann kreeg de hoogste wetenschappelijke onderscheiding in 1953 nadat hij had aangetoond dat ATP de universele energiedrager in de cellen van vrijwel alle levende organismen is. Lipmann introduceerde ook de term 'energierijke fosfaatbindingen'.

ATP is nu opnieuw goed voor de Nobelprijs. Ditmaal gaat het om het mechanisme van de enzymatische gestuurde aanmaak van ATP in de mitochondriën, maar ook om het principe van selectief iontransport door celmembraan. De Deen Skou krijgt de helft van de prijs voor de ontdekking van het enzym natrium-kalium-adenosine trifosfatase (ATP-ase). Het was de eerste moleculaire pomp die werd ontdekt. Boyer en Walker delen de andere helft van de 7,5 miljoen Zweedse kronen voor hun werk aan het enzymatisch mechanisme dat de aanmaak van ATP in de mitochondriën verzorgt.

In de celmembranen van de mitochondriën liggen talloze ATP-fabriekjes. Ze bestaan uit het enzymcomplex ATP-synthase. Boyer stelde de theorie voor het mechanisme op. Walker was de drijvende kracht achter het leveren van het uiteindelijke bewijs.