Nobelprijs voor onderzoek naar afbraak eiwitten

De Nobelprijs voor de scheikunde is toegekend aan de Israeliërs Aaron Ciechanover (57) en Avram Hershko (67) en aan de Amerikaan Irwin Rose (78). Zij delen de prijs van 1,1 miljoen euro voor hun onderzoek naar de afbraak van eiwitten in onze lichaamscellen.

Honderdduizenden verschillende eiwitten in de mens worden met duizenden per seconde in onze lichaamscellen gesynthetiseerd en weer afgebroken. Soms verstrijken er maar seconden of minuten tussen synthese en afbraak. Vooral eiwitten met een signaalfunctie zijn al snel overbodig, of zelfs schadelijk, als ze te lang actief blijven.

Ciechanover, Hershko en Rose ontdekten het eiwit ubiquitine dat met een `kus des doods' het lot van een eiwit bezegelt. Zodra een rijtje ubiquitines aan een ander eiwit wordt gebonden, gaat dit gemerkte eiwit op transport naar een celcompartiment (het proteasoom) waar de afvalverwerking van de cel plaatsvindt. In die proteasomen wordt het overbodige eiwit gesplitst in zijn bouwstenen (de aminozuren) die vervolgens weer beschikbaar komen voor nieuwe eiwitten. De ubiquitines worden trouwens afgekoppeld vlak voor het te vernietigen eiwit in het proteasoom verdwijnt, om ook weer opnieuw te worden ingezet.

De eiwitafbraak waar nu een prijs voor wordt gegeven is een heel ander proces dan de eiwitvertering in de darm. Daar zijn enzymen actief die alle eiwitten in het voedsel in stukjes knippen tot die klein genoeg zijn om door de darm te worden opgenomen. Dat is een vrijwel ongereguleerd proces en voor die enzymatische afbraak is geen energie nodig. Biochemici in de jaren vijftig waren stomverbaasd toen ze ontdekten dat binnen de lichaamscellen eiwitafbraak plaatsvindt in een proces waar wel energie voor nodig is. Later bleek dat het vooral de regulering van het proces is, waar de energie voor nodig is.

De drie prijswinnaars behoorden tot de weinigen die al in de jaren zeventig naar afbraak en afvalverwerking binnen de cel keken. Traditioneel hadden biochemici meer aandacht voor de vorming en opbouw. De experimenten waarvoor het Nobelprijscomité nu de scheikundeprijs toekent vonden plaats in de jaren rond 1980.

Hershko en Ciechanover maakten carrière aan de universiteit van Haïfa, maar veel van het onderzoek waar ze nu de Nobelprijs voor krijgen deden ze tijdens sabbaticals in de VS, bij medeprijswinnaar Irwin Rose aan het Fox Chase Cancer Center in Philadelphia. De drie vonden niet alleen ubiquitine, maar ontrafelden ook het mechanisme van activeren van ubiquitine en herkenning van overbodige eiwitten, waar nog tientallen andere eiwitten bij betrokken zijn.