Sahtoe: Eiwitstructuur, mechanisme en ontwerp

Het leven op aarde wordt voor een groot deel mogelijk gemaakt door eiwitten. Deze moleculen regelen processen variërend van metabolisme tot genregulatie en vormen vaak strak gereguleerde complexen met katalytische en/of allosterische activiteiten. Dergelijke geavanceerde complexen kunnen licht omzetten in energie, ziekteverwekkers elimineren of DNA-schade herstellen. De Sahtoe groep heeft tot doel nieuwe eiwitsystemen met zulke geavanceerde functies te ontwerpen. Hierdoor kunnen we de moleculaire basis van de natuurlijke eiwitfuncties beter begrijpen en nieuwe eiwitsystemen ontwerpen met functionaliteiten die niet in de natuur voorkomen, om deze vervolgens te gebruiken voor biomedische en biotechnologische toepassingen.

Epigenetica onderzoeken met eiwitontwerp

De genetische informatie van eukaryoten is zorgvuldig georganiseerd in chromatine, waarin DNA wordt gecondenseerd door interacties met gespecialiseerde DNA-bindende eiwitten. Deze eiwitten regelen samen met chemische aanpassingen van chromatine, de expressie (of activiteit) van genen op epigenetische wijze, ofwel zonder de DNA-sequentie te veranderen. Zodoende beheersen deze eiwitten vrijwel alle processen in eukaryoten. Omdat epigenetische processen bij ziekte vaak niet goed gereguleerd zijn, is het belangrijk om de moleculaire epigenetische mechanismen in detail te bestuderen. Wij ontwerpen nieuwe eiwitten die een interactie aangaan met de bestaande chromatinefactoren om deze mechanismen te bestuderen.

Ontwerp van geavanceerde eiwitfuncties

Eiwitbinding, katalyse en allosterie zijn moleculaire kenmerken van het leven die  geavanceerde eiwitfuncties mogelijk maken in de natuur. Deze functies zijn vaak onderworpen aan meerdere lagen van regulering, vaak door eiwit-eiwitinteracties. We creëren dergelijke complexe systemen op de computer en meten hun activiteiten in vitro om een gedetailleerd inzicht te krijgen in de onderliggende biochemische en biofysische mechanismen. Onze inzichten kunnen worden gebruikt om natuurlijke eiwitsystemen te begrijpen. De gedetailleerde kennis die we opdoen zal het ontwerpen van nieuwe therapieën mogelijk maken, die meer doen dan slechts het blokkeren van eiwit-eiwitinteracties maar bijvoorbeeld ook kunnen reageren op hun moleculaire omgeving om zo bijwerkingen beperken.