Het officiële MedZine Blog

Wetenschappers hebben een mechanisme ontdekt waarmee een deel van een eiwit, bekend als RPE65, van vorm verandert. Hierdoor kan vitamine A worden omgezet in een vorm die bruikbaar is voor de fotoreceptorcellen van het oog. Resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Life Science Alliance.

De rol van RPE65

Zicht ontstaat wanneer licht de fotoreceptorpigmenten raakt en een reeks chemische reacties op gang brengt die signalen naar de hersenen genereren. Vitamine A (retinol) is benodigd voor het goed functioneren van de lichtziende fotoreceptoren (opsins) in het netvlies. Het komt in het netvlies in twee verschillende vormen voor: de 11-cis-retinal vorm en de all-trans-retinal vorm. Door licht wordt 11-cis-retinal omgezet in all-trans-retinal welke in die vorm niet bruikbaar is.
Het retinaal pigmentepitheel (RPE), een steunweefsel naast de fotoreceptoren, laadt de opsins op om hun gevoeligheid voor licht te herstellen. In een proces dat bekend staat als de visuele cyclus of vitamine A-cyclus, is RPE65 essentieel om het gebruikte vitamine A-derivaat weer om te zetten in het lichtgevoelige 11-cis-retinal. Mutaties in het RPE65-gen worden in verband gebracht met vroegtijdige ernstige blindheid.
Interactie van RPE65 met het endoplasmatisch reticulum van de RPE-cel is essentieel voor het maken van 11-cis retinal, maar het mechanisme waarmee RPE65 aan het endoplasmatisch reticulum membraan bond was nog onbekend.

Onderzoeksresultaten

De onderzoekers van het National Eye Institute (NEI) ontdekte dat een specifiek deel van RPE65 in waterige oplossing geen structuur heeft. Echter, wanneer dit deel in aanraking komt met intracellulaire membranen vormt het spontaan een amfipatische alfa-helix; een spiraalvorm waarbij de amfipatische verbinding zowel hydrofobe als hydrofiele eigenschappen bevat. Door deze verandering kan RPE65 zich binden aan het membraan van het endoplasmatisch reticulum van de RPE-cellen.
Meer nog, toen één specifiek aminozuur in dit deel van RPE65 werd gewijzigd door een specifiek lipide, versnelde dit de vorming van de alfa-helix aanzienlijk, waardoor deze op zijn plaats werd "vergrendeld" en gemakkelijker in het celmembraan kon worden opgenomen. Volgens de betrokken wetenschappers was dit nog nooit eerder gezien in een eiwit.

Concluderend

Wetenschappers ontdekten hoe eiwit RPE65 zich bindt aan cellulaire membranen om vitamine A-derivaat om te zetten in een vorm die door de ogen wordt gebruikt om lichtgevoelige fotoreceptoren op te laden. De bevindingen geven meer informatie over de structuur van RPE65, verduidelijken de functie ervan en geven nieuwe informatie over membraanbinding waarvan de onderzoekers hopen dat deze zal helpen bij ziektemodellen.

Referenties:

1. Uppal S, et al. Life Science Alliance. 2022; https://www.life-science-alliance.org/content/6/1/e202201546.abstract
2. Erasmus MC; https://patientenfolders.erasmusmc.nl/folders/vitamine_a_therapie_bij_retinitis_pigmentosa_