H18 - Eiwitten
18.1 - Van polypeptide tot een werkzaam eiwit
Om eiwitten naar de juiste plek te brengen krijgen ze een adreslabel mee tijdens hun
vorming. Het eerst gevormde stukje polypeptideketen is een adreslabel. Dat bindt aan een
signaalherkenningsmolecuul (SHM) uit het grondplasma. SHM hecht aan een
SHM-receptor van het ER (Binas 71J). Ribosoom koppelt dan aan ribosoomreceptor van
ER waarna eiwitpoort in het ER opent. GTP (energierijk molecuul) hecht aan SHM-receptor.
Dat molecuul splitst in GDP en Pi en SHM komt los van receptor. Een enzym verwijdert
SHM van de polypeptideketen waarna de translatie verder gaat. Zo komt de groeiende
polypeptideketen binnen het ER terecht. Binnen het ER begint de omzetting naar een eiwit.
De polypeptideketen krijgt dan zijn ruimtelijke eiwitstructuur en toevoegingen zoals
koolhydraten. Stukjes membraan van het glad ER vormen transportblaasjes die de eiwitten
voor afwerking naar het Golgi-systeem vervoeren. In dat Golgi-systeem ontstaat de
definitieve eiwitvorm. Hier voegen enzymen onder andere fosfaatgroepen toe, wijzigen de
in het ER toegevoegde suikers en/of koppelen meerdere polypeptideketens aaneen tot een
eiwit. Het Golgi-systeem verpakt en sorteert de gevormde eiwitten in de blaasjes afhankelijk
van het adreslabel van hun eindbestemming.
Eiwitten hebben verschillende ruimtelijke structuren. De primaire structuur is het aantal
en de volgorde van de verschillende aminozuren in de keten van een eiwit. Alpha-helices en
Beta-platen geven deze polypeptiden hun secundaire structuur. Deze structuur is het
resultaat van waterstofbruggen tussen de NH-groepen en C=O-groepen van verschillende
aminozuren in eiwitten. De driedimensionale structuur van een eiwit vormt de tertiaire
structuur. Deze komt tot stand via bindingen tussen de restgroepen van verschillende
aminozuren (vanderwaalskrachten, S-bruggen etc.). De quaternare structuur bestaat uit
meerdere polypeptideketens die samen één groot eiwit vormen. Chaperonne-eiwitten
spelen een rol bij het correct vouwen van eiwitten. Zij controleren of de structuur van de
eiwitten juist is en brengen verkeerd gevormde eiwitten in de juiste structuur. Lukt dit niet,
dan breekt de cel het verkeerd gevormde eiwit af.
Als een eiwit wordt verwarmt, verandert zijn tertiaire structuur doordat de H-bruggen
verbreken. Het verlies van ruimtelijke structuur heet denaturatie. Ook door reacties met
bepaalde chemicaliën kan een eiwit denatureren.
18.2 - Functies van eiwitten
De ziekte van Alzheimer heeft twee waarneembare kenmerken: plaques en tangles.
Plaques zijn ophopingen van eiwitten tussen de hersencellen. Tangles zijn eiwitkluwens
binnen de hersencellen. Beide verstoren de werking van de hersenen met als gevolg
symptomen als geheugenverlies, verwarde gedachten, desoriëntatie en een slecht
beoordelingsvermogen. Hersencellen maken het eiwitmolecuul APP. Bij afbraak van
verouderd APP kunnen eiwitfragmenten ontstaan die aaneen klonteren tot plaques. Tangles
ontstaan door het samenklonteren van tau-eiwitten. Bij gezonde cellen zijn deze eiwitten
oplosbaar en spelen een rol bij het in stand houden van het celskelet door microtubuli. Bij
Alzheimerpatiënten worden deze eiwitten onoplosbaar waardoor de microtubuli in de knoop
worden gelegd, wat het transportsysteem ontregeld en tangles veroorzaakt.
1
18.1 - Van polypeptide tot een werkzaam eiwit
Om eiwitten naar de juiste plek te brengen krijgen ze een adreslabel mee tijdens hun
vorming. Het eerst gevormde stukje polypeptideketen is een adreslabel. Dat bindt aan een
signaalherkenningsmolecuul (SHM) uit het grondplasma. SHM hecht aan een
SHM-receptor van het ER (Binas 71J). Ribosoom koppelt dan aan ribosoomreceptor van
ER waarna eiwitpoort in het ER opent. GTP (energierijk molecuul) hecht aan SHM-receptor.
Dat molecuul splitst in GDP en Pi en SHM komt los van receptor. Een enzym verwijdert
SHM van de polypeptideketen waarna de translatie verder gaat. Zo komt de groeiende
polypeptideketen binnen het ER terecht. Binnen het ER begint de omzetting naar een eiwit.
De polypeptideketen krijgt dan zijn ruimtelijke eiwitstructuur en toevoegingen zoals
koolhydraten. Stukjes membraan van het glad ER vormen transportblaasjes die de eiwitten
voor afwerking naar het Golgi-systeem vervoeren. In dat Golgi-systeem ontstaat de
definitieve eiwitvorm. Hier voegen enzymen onder andere fosfaatgroepen toe, wijzigen de
in het ER toegevoegde suikers en/of koppelen meerdere polypeptideketens aaneen tot een
eiwit. Het Golgi-systeem verpakt en sorteert de gevormde eiwitten in de blaasjes afhankelijk
van het adreslabel van hun eindbestemming.
Eiwitten hebben verschillende ruimtelijke structuren. De primaire structuur is het aantal
en de volgorde van de verschillende aminozuren in de keten van een eiwit. Alpha-helices en
Beta-platen geven deze polypeptiden hun secundaire structuur. Deze structuur is het
resultaat van waterstofbruggen tussen de NH-groepen en C=O-groepen van verschillende
aminozuren in eiwitten. De driedimensionale structuur van een eiwit vormt de tertiaire
structuur. Deze komt tot stand via bindingen tussen de restgroepen van verschillende
aminozuren (vanderwaalskrachten, S-bruggen etc.). De quaternare structuur bestaat uit
meerdere polypeptideketens die samen één groot eiwit vormen. Chaperonne-eiwitten
spelen een rol bij het correct vouwen van eiwitten. Zij controleren of de structuur van de
eiwitten juist is en brengen verkeerd gevormde eiwitten in de juiste structuur. Lukt dit niet,
dan breekt de cel het verkeerd gevormde eiwit af.
Als een eiwit wordt verwarmt, verandert zijn tertiaire structuur doordat de H-bruggen
verbreken. Het verlies van ruimtelijke structuur heet denaturatie. Ook door reacties met
bepaalde chemicaliën kan een eiwit denatureren.
18.2 - Functies van eiwitten
De ziekte van Alzheimer heeft twee waarneembare kenmerken: plaques en tangles.
Plaques zijn ophopingen van eiwitten tussen de hersencellen. Tangles zijn eiwitkluwens
binnen de hersencellen. Beide verstoren de werking van de hersenen met als gevolg
symptomen als geheugenverlies, verwarde gedachten, desoriëntatie en een slecht
beoordelingsvermogen. Hersencellen maken het eiwitmolecuul APP. Bij afbraak van
verouderd APP kunnen eiwitfragmenten ontstaan die aaneen klonteren tot plaques. Tangles
ontstaan door het samenklonteren van tau-eiwitten. Bij gezonde cellen zijn deze eiwitten
oplosbaar en spelen een rol bij het in stand houden van het celskelet door microtubuli. Bij
Alzheimerpatiënten worden deze eiwitten onoplosbaar waardoor de microtubuli in de knoop
worden gelegd, wat het transportsysteem ontregeld en tangles veroorzaakt.
1
