Functietest pathogeen eiwit in silico

[PhilipVoets]

Stel dat iemand een nog onbekende mutatie heeft in een gen dat codeert voor een zeker eiwit, dan zijn er verschillende manieren om te achterhalen of deze mutatie ook echt pathogeen is, zoals segregatie-onderzoek in een familie om genotype en fenotype te koppelen, maar ook het testen van afwijkende transcript in silico. Mijn vraag is eigenlijk wat er dan precies gebeurt bij zijn functietest; kan een computer enkel op basis van de aminozuurzijgroepen helemaal voorspellen hoe de secundaire en tertiaire 3D-structuur van een eiwit eruit zullen zien door de chemische eigenschappen van de R-groepen? En volgens mij geldt in de eiwitchemie “vorm is functie”, maar wanneer besluit je dan dat de functie zodanig vervormd ja dat de functie ook verloren gaat? Dat zal niet alleen maar timmermansoog zijn. Stel dat bijvoorbeeld twee chemisch min of meer identieke aminozuren onderling verwisseld worden, zoals serine en threonine? Dat zal toch nauwelijks iets uitmaken voor de 3D-eiwitstructuur en dus ook niet voor de vorm. Hoe wordt dit precies bepaald? Hoeveel verstoring van structuur is “teveel”?
Toelichting is welkom!

[Marko]

Op zich kun je met een computer inderdaad enkel op basis van de aminozuurvolgorde de volledige structuur van een eiwit voorspellen en met recente ontwikkelingen zoals AlphaFold gaat dat verbazingwekkend goed.

Echter, voor jouw toepassing is dat niet nodig. Een structuur van het ongemuteerde eiwit is vaak al voorhanden uit kristallografisch onderzoek. Die kun je als startpunt nemen voor de berekening en dan ook meteen de interacties met bijvoorbeeld een ligand mee uitrekenen. Je kunt dan het (verschil in) bindingsenergieën uitrekenen en daarmee een verschil in bijvoorbeeld dissociatieconstante.

Hoeveel te veel is, en wat je moet zien als "verloren gaan", zo zwart-wit is het zelden. Het zal van de uiteindelijke uitwerking (die het gevolg is van de rest van de cascade) afhangen of en in welke mate er een effect optreedt.

Wat wel goed is om in het achterhoofd te houden is het exponentiële verband tussen energie en evewichtsconstante. Daardoor kunnen zelfs relatief kleine verschillen een merkbaar effect hebben.

[PhilipVoets]

Ha Marko,

Wederom dank! Natuurlijk zijn er meerdere wegen naar Rome, zoals wel vaker in de schei- en geneeskunde. Met je laatste alinea doel je op de Arrhenius-vergelijking, denk ik(?)