HOOIKOORTSEIWIT MAAKT PLANTCELWAND LOSSER EN SLAPPER

Wie wel eens last van hooikoorts heeft staat er vast nooit bij stil dat het eiwit dat al dat proesten en kriebelen veroorzaakt familie is van een eiwit dat is betrokken bij de rijping van aardbeien. En van een eiwit dat maïswortels doet uitgroeien bij extreme droogte. En van een eiwit dat er voor zorgt dat natte rijst met zijn korrels boven de waterspiegel blijft hangen. Amerikaanse biochemici hebben de hele familie van deze zogeheten expansines, waartoe ook het hooikoortsallergeen behoort, in kaart gebracht (Nature, 21 sept.). Daarbij hebben ze zich een voorstelling gemaakt van hoe deze planteneiwitten hun taak verrichten: als een soort wormpje kruipen ze door de plantencelwanden om daar allerlei vezeltjes uit elkaar te trekken, zodat de celwand losser wordt.

Celwanden vormen de harde delen van de planten. Ze zorgen ervoor dat de planten recht blijven staan en ze vormen een redelijk effectieve barrière tegen indringers. In alle landplanten zien de celwanden er ongeveer hetzelfde uit: lange, stevige celluloseketens die met elkaar zijn verbonden door een wirwar van smallere, kleinere suikerketens. Wanneer cellen groter worden, zoals bij het uitgroeien van wortels en stengels, moet de celwand oprekken. In boomstammen bijvoorbeeld moeten cellen wel een miljoen keer groter worden dan ze aanvankelijk zijn. Tot voor kort dachten biochemici dat dit oprekken van de celwanden vooral gebeurde doordat enzymen de celwandketens chemisch afbreken en weer opnieuw synthetiseren. Maar nu lijkt hier dus een activiteit aan vooraf te gaan, namelijk het uit elkaar trekken van deze ketens zodat andere, celwandafbrekende enzymen er beter bij kunnen.

In 1993 verkregen komkommeronderzoekers de eerste aanwijzingen dat expansine via bewerking van celwanden een sleutelrol speelt bij de plantengroei. Twee jaar later, toen de DNA-volgorde van het eiwitgen eenmaal bekend was, bleek dat dit expansine ongeveer dezelfde DNA-volgorde had als het gen voor een eiwit dat immunologen hadden bestempeld als een belangrijke veroorzaker van hooikoorts. Die verwantschap is nu ook opgehelderd. De pollen van grassen gebruiken expansine bij de penetratie in de buiscel waar de bevruchting plaatsvindt. Penetratie gaat makkelijker wanneer een eiwit de beschermende celwandketens eerst wat uit elkaar heeft getrokken. En omdat op de pollen zovéél van het voor veel mensen vervelende expansine zit, is het geen wonder dat hooikoorts typisch is voor de zomer.

Inmiddels zijn tientallen leden van de familie der expansines geïdentificeerd. Alleen al rijst (een gras) telt 21 verschillende expansines die qua aminozuurvolgorde net iets anders zijn. De niet-grassen hebben minder leden van de deze belangrijke eiwitfamilie. Dieren, gisten en schimmels lijken geen expansines te hebben – wat overigens opmerkelijk is, gezien het feit dat plantenbelagers als aaltjes en schimmels wel enzymen hebben die plantencelwanden afbreken.