Eiwitvorm verandert in zenuw die warmer dan 52 graden wordt

Tekening Scripps Research Institute

Als iemand zijn hand terugtrekt als er te heet water uit de kraan komt, is dit eiwit aan het werk. Het is het ionkanaal TRPV2 (trip-V2), dat reageert op temperaturen hoger dan 52 graden Celsius. Dan opent het kanaal zich, er stromen calciumionen doorheen, en we voelen pijn.

Ionkanalen van de TRP-familie zijn ingewikkelde eiwitstructuren. Voor eiwitten zijn ze groot, maar toch is hun diameter slechts 10 nanometer (0,00001 millimeter) – de details zijn dus nog enkele malen kleiner. Pas sinds enkele jaren is het mogelijk om zulke biologische structuren in detail af te beelden, met cryo-elektronenmicroscopie. Daarbij worden eiwitten (of virussen, of celonderdelen) afgekoeld tot circa -200°C, waarna ze met een elektronenmicroscoop in beeld worden gebracht.

Lang werd de techniek neerbuigend ‘blobologie’ genoemd, vanwege de vage plaatjes. Maar in december 2013 haalden mensen van de University of California San Francisco (UCSF) Nature toen ze met cryo-EM de structuur van ionkanaal TRPV1 precies bepaalden. Ze combineerden de beelden met kennis over de aminozuursamenstelling van het eiwit. Speciale computerprogramma’s vouwden de aminozuurketens zo op dat hij precies de gefotografeerde vormen aannam. TRPV1 is bekend als de ‘rode peperreceptor’ omdat hij aanslaat op rode pepers. Vorig jaar volgde de ‘wasabireceptor’ TRPA1, en maandag dus TRPV2. Op de plaat hierboven staan de opgevouwen aminozuurketens van TRPV2. Een Amerikaans team publiceerde de structuur in Nature Structural & Molecular Biology. Het kanaal ligt in de celmembraan, hier links en rechts van het eiwit afgebeeld.

TRPV2 lijkt op TRPV1. Nog niet duidelijk is hoe TRPV2 zich opent, wat wel belangrijke kennis is voor verdere fysiologische en medische studies. TRPV2 komt overigens niet alleen in pijnzenuwen voor, maar ook bijvoorbeeld in de hartspier. (NRC)