De Amerikanen Robert Lefkowitz en Brian Kobilka delen dit jaar de Nobelprijs voor de chemie voor hun onderzoek naar receptoren, de zintuigen van een cel.
De Nobelprijs voor de chemie van 2012 gaat dit jaar naar twee biochemici voor hun onderzoek naar een bepaald type receptoren dat signalen van buiten de cel kan doorgeven naar binnen zodat de cel actie kan ondernemen. Dat is niet alleen belangrijk voor schrikreacties, smaak of geur, maar vooral van belang voor het effect van de helft van alle medicijnen die er zijn.
Wanneer je schrikt, maak je razendsnel adrenaline aan. Dat stofje zit buiten de cellen in je lichaam. Maar de cel zelf moet iets met die informatie doen. Je spiercellen moeten zich bijvoorbeeld aanspannen om hard weg te rennen van het gevaar en je hartcellen moeten sneller bloed gaan rondpompen. De zogeheten G-protein coupled receptors waar Lefkowitz (links op de foto) en Kobilka (rechts) dit jaar de Nobelprijs voor krijgen, zo werd vandaag bekendgemaakt, laten de cel weten wat er buiten gebeurt. Of er adrenaline is vrijgekomen, maar ook of er een geur- of smaakstof rondwaart die moet worden doorgegeven aan de hersenen.
Staafjesfamilie
De twee onderzoekers begonnen in de jaren tachtig met aantonen dat er inderdaad een receptor is die signalen uit de buitenwereld kan overbrengen naar de binnenkant van de cel. De onderzoekers vinden vervolgens het gen dat codeert voor de receptor. Met deze blauwdruk van de receptor ontdekken Lefkowitz en Kobilka dat de receptor onder andere bestaat uit zeven staafjes die dwars door het membraan steken. Er blijken meer receptoren te zijn die ook uit zeven staafjes bestaan. Bovendien werken al die receptoren samen met het eiwit G-protein binnen in de cel. Zou er soms een hele familie bestaan?
Dat idee blijkt te kloppen. Er worden in de jaren die volgen honderden receptoren gevonden met zeven van deze staafjes die signalen doorgeven via het G-eiwit in de cel. Deze familie van G-protein coupled receptors (GPCR), zoals ze gaan heten, blijken de zintuigen van de cel te zijn. Ze geven signalen door van hormonen, licht, smaakstoffen en geurstoffen. Maar misschien wel belangrijker is dat de helft van alle geneesmiddelen blijken te werken via deze GPCR’s. Voorbeelden zijn bètablokkers tegen hartritmestoornissen of hoge bloeddruk, en middelen tegen allergische reacties. Nog steeds worden nieuwe geneesmiddelen ontwikkeld die werken met GPCR’s.
Trukendoos
Als kroon op het werk is in 2011 de eiwitstructuur van een van deze GPCR’s opgehelderd. Een prachtige tour-de-force noemt hoogleraar Hans Bos van het UMC Utrecht deze ontdekking, omdat je van deze membraaneiwitten eigenlijk geen kristalstructuur kunt maken – en zo’n kristalstructuur heb je eigenlijk nodig om het hele eiwit in drie dimensies in beeld te krijgen. “Kobilka heeft de hele trukendoos opengehaald. Daar heeft hij volgens mij deels zijn Nobelprijs aan te danken.”
Bos is enthousiast over de keuze voor het onderwerp en de onderzoekers. “Dit is heel terecht en bijzonder. Lefkowitz is zo iemand waarvan altijd al gezegd werd dat hij de prijs zou moeten krijgen als die een keer valt op G-protein coupled receptors. Dit is ook echt een prijs voor de chemie. Dankzij hun werk kunnen we begrijpen hoe deze receptoren werken op moleculair niveau.”
De Nobelprijs voor de chemie is de derde die deze week is bekendgemaakt. Klik hier voor meer over de geneeskundeprijs van dit jaar, en hier voor meer over de natuurkundeprijs. Donderdag 11 oktober wordt de winnaar van de Nobelprijs voor de literatuur bekendgemaakt, vrijdag 12 oktober de winnaar(s) van de vredesprijs, en maandag 15 oktober de winnaar(s) van de economieprijs. De prijzen zelf worden pas op 10 december uitgereikt.
Tekst: Bastienne Wentzel
Beeld: EPA/ANP