[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Hoe koper een cel kan beschadigen

  • From: Jerwin de Graaf <J.N.deGraaf@xxxxxxxxxx>
  • To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Thu, 14 May 2020 10:19:23 +0000

Hoe koper een cel kan beschadigen

Koper is belangrijk voor veel processen in ons lichaam. Het ondersteunt onder 
meer de productie van rode bloedcellen, de stofwisseling, en de vorming van 
bindweefsel en botten. Het is bekend dat koper ook een rol speelt bij ziekten, 
zoals kanker, diabetes en de ziekte van Alzheimer. Helaas weten we nog niet wát 
die rol precies is. Onderzoekers van de TU Delft en de Poolse Academie van 
Wetenschappen hebben nu een nieuw stukje van de puzzel ontdekt. Om z’n werk te 
kunnen doen, bindt koper zich in de cel aan verschillende soorten eiwitten. En 
hoewel de complexen die zich daarbij vormen op zichzelf niet schadelijk zijn, 
blijken tijdens de binding tijdelijke ‘tussenvormen’ te ontstaan die kunnen 
leiden tot schade aan de cel. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd 
in Angewandte Chemie.

Een gemiddeld mens krijgt elke dag zo’n 2 tot 5 milligram koper binnen. Het zit 
bijvoorbeeld in vlees, vis en noten. Ons lichaam neemt ongeveer een derde van 
die paar milligram koper op, de rest scheiden we uit via onze ontlasting.

Koper kan in ons lichaam maar als twee ionen voorkomen: koper 1+ en koper 2+. 
Koper 1+ is gevaarlijk voor de cel. “Het kan reageren met zuurstof, en vormt 
daarbij zogeheten reactive oxygen species”, vertelt onderzoeksleider Peter-Leon 
Hagedoorn van de TU Delft. “Dat zijn instabiele moleculen die heel schadelijk 
zijn voor de cel.” Het andere ion, koper 2+, gaat geen schadelijke reacties met 
zuurstof aan, maar bindt zich aan verschillende soorten eiwitten. De complexen 
die zo ontstaan, eiwitten met daarin een klein beetje koper, voeren belangrijke 
cellulaire taken uit. Wel kan koper 2+ reageren met andere stoffen in de cel, 
waardoor het schadelijke koper 1+ ontstaat.

[cid:image002.jpg@01D629E9.E44B0990]Bevroren plaat
Koper 2+ is op zichzelf dus niet of nauwelijks schadelijk voor onze cellen. Als 
het zich aan een eiwit gebonden heeft, zou het ook nooit meer een gevaar moeten 
kunnen vormen. Het is dan stabiel. Toch lijken in de aanwezigheid van 
eiwitcomplexen waar koper 2+ zich aan heeft gebonden ook reactive oxygen 
species te ontstaan, weten we uit ander onderzoek. Hoe dat kan was tot nu toe 
onduidelijk. “In mijn groep zijn we erg geïnteresseerd in metalen in eiwitten”, 
vertelt Hagedoorn. “We wilden erachter komen hoe bij deze stabiele complexen 
met koper 2+ in de cel tóch reactive oxygen species ontstaan.”

De onderzoekers richtten zich op het moment dat koper 2+ zich bindt aan een 
minuscuul stukje eiwit. “Zo’n stukje eiwit noemen we een motief, en het motief 
waar koper zich aan bindt bestaat uit slechts drie aminozuren”, legt Hagedoorn 
uit. “In ons lab zijn we in staat om heel snel koper 2+ te mengen met deze 
eiwitmotieven. Vervolgens hebben we de samples op verschillende momenten in de 
tijd bevroren door ze razendsnel tegen een koude plaat aan te schieten. Met 
behulp van Elektron Paramagnetische Resonantie konden we zien hoe de complexen 
in de loop der tijd veranderden. Je meet met die techniek de magnetische 
eigenschappen van ongepaarde elektronen in de koperionen, waardoor je het 
meteen ziet als er iets in de chemische omgeving van het ion verandert. ”

Stapje voor stapje
Uit het onderzoek bleek dat koper niet in één keer vastklikt aan een eiwit, 
maar dat het zich stapje voor stapje (of eigenlijk: aminozuur voor aminozuur) 
bindt. “Bij dat proces ontstaan tijdelijke tussenvormen waarvan we tot nu toe 
het bestaan niet kenden”, vertelt Hagedoorn. Die tussenvormen overleven niet 
lang: maar ongeveer een tiende van een seconde. Daarna is het koper volledig 
aan het motief gebonden, en is het complex stabiel. Maar in de korte tijd dat 
ze bestaan, kunnen de nieuw ontdekte tussenvormen wél reageren met zuurstof. En 
dat kan leiden tot de voor de cel zo schadelijke reactive oxygen species, die 
we in het dagelijks leven met antioxidanten bestrijden. De onderzoekers 
vermoeden bovendien dat de tussenvormen een rol spelen bij andere 
koper-gerelateerde processen, zoals het transport van koper over het 
celmembraan.

De resultaten vergroten het fundamentele begrip van het gedrag van koper in de 
cel. Het zou kunnen dat de nieuw ontdekte tussenvormen, en de reacties die ze 
veroorzaken, een rol spelen bij het ontstaan van ziekten. Maar of dit echt zo 
is, is helaas nog niet te zeggen. Hagedoorn: “We weten nu dat deze reactieve 
tussenvormen bestaan. Wat ze precies doen in de cel, en of ze inderdaad aan de 
basis liggen van bepaalde ziekten, moet verder worden onderzocht.”

***

Paper

‘Key Intermediate Species Reveal the Copper(II)‐Exchange Pathway in Biorelevant 
ATCUN/NTS Complexes’, Radosław Kotuniak  Marc J. F. Strampraad  Karolina 
Bossak‐Ahmad  Dr. Urszula E. Wawrzyniak  Iwona Ufnalska  Dr. Peter‐Leon 
Hagedoorn  Prof. Wojciech Bal, Angewandte Chemie

https://doi.org/10.1002/anie.202004264<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=https-3A__doi.org_10.1002_anie.202004264&d=DwMFaQ&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=92BDSB-A-GRCDPj4jjB2Jb9EfXhIfF8kl3KLHwy1Eso&m=9dczdG6C9GpW2U23Lzvk6frNVz9IbXJHRNndP9YX7rk&s=2Fr6GCgOdd1oL546vnn5DinWeS1uFEpGNMI1vMUKtTI&e=>

Contact

Peter-Leon Hagedoorn
015 – 278 23 34
p.l.hagedoorn@xxxxxxxxxx<mailto:p.l.hagedoorn@xxxxxxxxxx>

Jerwin de Graaf (persvoorlichter TU Delft)
J.N.deGraaf@xxxxxxxxxx<mailto:J.N.deGraaf@xxxxxxxxxx>
015 – 278 18 43

U ontvangt dit bericht via de PWC-medialijst. U kunt zich afmelden via 
http://platformwetenschapscommunicatie.nl/<https://urldefense.proofpoint.com/v2/url?u=http-3A__platformwetenschapscommunicatie.nl_&d=DwMFAw&c=XYzUhXBD2cD-CornpT4QE19xOJBbRy-TBPLK0X9U2o8&r=4fpbjnOykTiyjtdKyjCqlh0b6CxEfbh29_zk5bTf8Zg&m=fkYalYOL5R5F3gVuaS5Dlji3buH9nLzvRs8cmU9QeRg&s=BCvL0NdxO0V5Zg_vVeNnvn1M6T7W7EeAocAD-yUSyUo&e=>
Dit bericht is afkomstig van de TU Delft, Communication, Postbus 5, 2600 AA 
Delft, www.tudelft.nl<http://www.tudelft.nl/>.

JPEG image

JPEG image

Other related posts:

  • » [PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Hoe koper een cel kan beschadigen - Jerwin de Graaf