Je komt er niet zomaar in. Bij de ene deur staat een portier die eerst je schoenmaat opmeet. Groter dan maatje 39? Geen toegang, helaas. De deur verderop kan alleen ontgrendeld worden door met gespreide armen twee ver uit elkaar geplaatste hendels over te halen. Heb je te korte armen, dan blijft de deur op slot. En het derde deurtje is zo allemachtig klein dat alleen peuters erdoor naar binnen kunnen. Zo ongeveer gaat het er in een cel aan toe. Een cel zit vol met piepkleine gaatjes, transportkanaaltjes waardoor allerlei moleculen de cel in en uit vervoerd kunnen worden. Maar de cel staat niet zomaar wagenwijd open, nee, er wordt een strikt deurbeleid toegepast. Sommige transportkanaaltjes laten alleen watermoleculen door. Anderen transporteren zouten de cel in. Maar dan wel alleen kaliumzout. Voor natriumzout blijft de deur op slot. Voor hun onderzoek aan zulke transportkanaaltjes worden de Amerikaanse biochemici Peter Agre en Roderick MacKannon vandaag met de Nobelprijs voor scheikunde geëerd. Peter Agre (54), verbonden aan de Johns Hopkins Universiteit, ontdekte eind jaren tachtig het waterkanaaltje. Het bestaat uit een speciaal eiwit, aquaporine genaamd, dat door de celmembraan heen steekt en alleen watermoleculen doorlaat. Niets meer en niets minder. Het vermoeden dat er zo’n speciaal transportkanaaltje voor alleen watermoleculen was, bestond overigens al anderhalve eeuw. Maar Agre was de eerste die de eiwitportier isoleerde. “Heel terecht”, vindt de Bert de Groot, onderzoeker aan het Max Planck Instituut voor biofysische chemie in Göttingen de prijs voor Agre. “Hij heeft met zijn ontdekking een heel vakgebied ontsloten. Wereldwijd werken er nu honderden mensen aan aquaporines.” De Groot werkt zelf aan computersimulaties van de eiwitportier. “Die geven je een goed beeld van hoe dat transport precies verloopt. Je ziet het watermolecuul echt door het kanaaltje heen gaan.” Op de rol staat verder een groot Europees project, waarin gezocht gaat worden naar manieren om de aquaporines te blokkeren, zodat ze minder water de cel binnen laten. “Bij sommige ziektes, suikerziekte bijvoorbeeld, laten de kanaaltjes te veel water door. Dan zou je de werking van het eiwit juist willen stilleggen,” licht De Groot toe. De andere Nobelprijswinnaar, Roderick MacKinnon (47), ontrafelde in 1998 voor het eerst de ruimtelijke structuur van het transportkanaaltje voor kaliumionen. Hij vond meteen een verklaring voor voor het feit dat de kanaaltjes wel kaliumionen, maar geen natriumionen doorlaten, hoewel die laatste veel kleiner zijn. Beide zoutionen omringen zich graag met watermoleculen. De zuurstofatomen van die moleculen zijn daarbij naar het ion toegekeerd. Om door het kanaaltje te kunnen, moeten ze echter de watermantel kwijtraken, maar daar willen ze wel iets voor terug. In het kaliumkanaaltje van MacKannon blijken nu zuurstofatomen te zitten die precies op dezelfde afstand zitten als de zuurstofatomen in de watermoleculen waar het kalium zich graag mee omringt. De kaliumionen kunnen daardoor hun watermantel achter zich laten en door het kanaaltje de cel in reizen, waar ze weer nieuwe watermoleculen kunnen vinden om zich mee te omringen. Voor de kleinere natriumionen zitten de zuurstofmoleculen net te ver weg, en die ionen slagen er dan ook niet in hun watermantel helemaal kwijt te raken. Daardoor kunnen ze, hoe klein ze ook zijn, het kanaaltje niet door. Het transport van zouten zoals kalium en natrium speelt een belangrijke rol bij de signaaloverdracht van zenuw- en spiercellen. De ionenkanaaltjes vormen dan ook, net als de waterkanaaltjes van Peter Agre, een belangrijk aangrijpingspunt voor het geneesmiddelenonderzoek. Jacqueline de Vree