Enzym herstelt eiwitschade die veroudering veroorzaakt
Eiwitten die jaren in je lichaam blijven zitten, raken langzaam beschadigd door suikers. Die schade is tot nu toe als onomkeerbaar beschouwd. Een nieuw enzym lijkt dat te veranderen.
In het bindweefsel rondom cellen zitten eiwitten die soms tientallen jaren meegaan. Collageen is het bekendste voorbeeld. Tijdens al die jaren hechten suikers zich spontaan aan die eiwitten. Dat proces heet glycatie (glycation). Sommige van die hechtingen worden na verloop van tijd chemisch stabiel en staan bekend als gevorderde glycatie-eindproducten (AGEs, advanced glycation end products). AGEs maken weefsel stijver, verstoren de structuur van eiwitten en activeren receptoren die ontstekingen uitlokken.
Op jacht naar een enzym
Het lichaam kan deze schade normaal gesproken niet ongedaan maken. Dat maakt AGEs tot een van de lastigste problemen in de verouderingswetenschap. De onderzoekers, verbonden aan Calico en Revel Pharmaceuticals, zochten naar een enzym dat een specifieke AGE, carboxymethyl-lysine (CML), kon verwijderen van lysine, een aminozuur in eiwitten.
Ze vonden dat glycine-oxidasen uit bacteriën chemisch op CML konden inwerken. Maar aanvankelijk lukte dat alleen bij vrije CML-moleculen, niet als CML in een eiwitketen zat verwerkt. Een structureel element van het enzym blokkeerde de toegang. De onderzoekers zochten in databases met meer dan 44.000 kandidaat-enzymen naar varianten zonder dat obstakel, en vonden er een met zwakke maar meetbare activiteit op eiwitgebonden CML.
Stap voor stap sterker gemaakt
Via gerichte aanpassingen aan de eiwitstructuur van dat enzym verbeterden ze de werking sterk. Het aangepaste enzym kon CML verwijderen uit eiwitketens en zette het om naar normaal lysine, met twee bijproducten. Dat is voorlopig alleen aangetoond in laboratoriumomstandigheden met modelpeptiden, niet in levende cellen of weefsels. Of het werkt in een menselijk lichaam, blijft daarmee onbeantwoord.
Toch is de bevinding wetenschappelijk gezien opmerkelijk. Geroscience beschouwde deze categorie schade lange tijd als definitief onomkeerbaar. De studie, gepubliceerd in Nature Communications, biedt een eerste bewijs dat enzymatische verwijdering van AGEs in principe mogelijk is. Voor een longevity-perspectief is dat interessant: als AGEs bijdragen aan weefselveroudering en ontstekingen, dan zou het herstellen ervan meerdere verouderingsprocessen tegelijk kunnen beïnvloeden. Maar dat verband is in deze studie nog niet onderzocht.
Wil je zelf meer onderzoek doen?
Zoek bijvoorbeeld op:
- gevorderde glycatie-eindproducten veroudering
- enzymatische AGE-verwijdering
- extracellulaire matrix eiwitschade