Eiwitten zijn big business. Sinds de structuur van het menselijk genoom in kaart is gebracht, is proteomics – het analyseren van de ontiegelijke hoeveelheid eiwitten waar al die genen voor coderen - hét vakgebied waar in de toekomst nieuwe ontwikkelingen te verwachten zijn. Wat doen al die eiwitten, hoe zien ze eruit? Hoe kunnen we ingrijpen in hun werkingsmechanisme? De Nobelprijswinnaars John Fenn, Koichi Tanaka en Kurt Wühtrich ontwikkelden technieken om de structuur van deze grote biomoleculen verder te ontrafelen. De Amerikaan Fenn en de Japanner Tanaka ontwikkelden onafhankelijk van elkaar een manier om aan de hand van het gewicht te bepalen wat de structuur van een eiwit is. Voor kleinere en anorganische moleculen bestond deze techniek – massaspectrometrie - al veel langer. Tanaka en Fenn wisten hem geschikt te maken voor grotere molecuulstructuren. Met zijn 43 jaar is de Japanner Takana een buitenbeentje in het veld van doorgaans veel oudere Nobellaureaten – in de scheikunde is hij zelfs de jongste laureaat sinds 1934. Het nieuws heeft hem volkomen verrast, vertelde hij op een persconferentie in Tokyo. “Ik kan het nog steeds niet geloven”. Ook John Fenn voelt zich buitengewoon vereerd: “Bijna elke wetenschapper droomt hiervan,” vertelde hij het Amerikaanse persbureau AP. Takana en Fenn krijgen in december elk een kwart miljoen euro uit de nalatenschap van Alfred Nobel. “Volkomen terecht”, vindt de Utrechtse hoogleraar biomoleculaire massaspectrometrie Albert Heck de Nobelprijs voor Fenn en Takana. “Ze hebben feitelijk de hele biologie ontsloten. Met hun methodes kunnen we niet alleen eiwitten bestuderen, maar ook nóg grotere structuren zoals virussen en zelfs hele eiwitstructuren zoals de ribosomen (eiwitproducenten) in een cel”. Heck: “Tien jaar geleden vond je massaspectrometers alleen in chemische laboratoria. Daar werden ze gebruikt voor de analyse van kleine moleculen. Tegenwoordig staan ze in elk biomedisch of farmaceutisch lab; vaak wel meer dan een. Iedereen maakt er gebruik van, vaak zonder te weten dat Fenn en Tanaka de geestelijke vaders van deze techniek zijn. Ze verdienen grotere bekendheid.” De Zwitser Kurt Wühtrich maakte een andere techniek geschikt voor de analyse van eiwitmoleculen: kernspinresonantie of NMR. Met kernspinresonantie is het mogelijk om driedimensionale afbeeldingen te maken van moleculen. Sinds het midden van de jaren tachtig levert dat een stroom prachtige plaatjes van eiwitmoleculen op, waar kleurige, kronkelende linten de driedimensionale structuur van de eiwitten weergeven. In 1997 ontrafelde Wühtrich met zijn techniek de structuur van het prion-eiwit, de veroorzaker van onder meer de gekke-koeienziekte BSE. “Het is een fantastische techniek”, vertelt Cees Hilbers, hoogleraar biofysische chemie en NMR-specialist in Nijmegen. “Het geeft je een geweldig scherp beeld van het eiwitmolecuul. Het oplossend vermogen is gigantisch. Je moet het vergelijken met een telescoop. Stel je hebt een hele goede, waarmee je misschien twee katten op tien meter afstand van elkaar op de maan kunt onderscheiden. Nou, wij kunnen de neusgaten van één van die katten zien.” De technieken van Fenn, Tanaka en Wühtrich hebben voor een aardverschuiving in het eiwitonderzoek gezorgd. Onderzoekers kunnen nu snel en efficiënt een monster analyseren – bijvoorbeeld bloed of een lichaamscel – en bepalen hoe de aanwezige moleculen eruit zien en waartoe ze dienen. Dat levert een schat aan informatie over de basisprocessen van het leven. En, schrijft het Nobelcomité, het heeft de ontwikkeling van nieuwe medicijnen totaal gerevolutioneerd. Men verwacht bovendien dat de proteomics (gebaseerd op deze analyse-technieken) het opgehelderde menselijk genoom toepasbaar maakt en een nieuwe generatie medicijnen oplevert: medicijnen die veel effectiever zijn en aangepast kunnen worden aan de individuele patiënt. Ook kunnen met de nieuwe analyse-technieken bijvoorbeeld borst- en prostaatkanker in een vroeg stadium worden opgespoord, en voedselveiligheid worden gecontroleerd. Jacqueline de Vree