Transport across the yeast peroxisomal membrane
Meer zicht op achtergrond van stofwisselingsziekten
Cellen met een celkern (eukaryotische cellen) bestaan uit meerdere door membranen omsloten compartimenten, organellen genaamd. Deze organellen spelen een rol in talloze biologische en chemische reacties. Een van deze organellen is het peroxisoom, dat in de meeste celtypen voorkomt. In zoogdiercellen veroorzaken defecten in genen die invloed hebben op peroxisomen een spectrum van ernstige genetische aandoeningen met vaak verwoestende gevolgen. Om dit verder te onderzoeken gebruikte Marc Pedersen gist als modelorganisme voor peroxisoomonderzoek.
Eiwitten in de peroxisomale matrix van gist zijn betrokken bij de bèta-oxidatie van vetzuren, de biosynthese van aminozuren, de neutralisatie van waterstofperoxide, redoxbalans en de glyoxylaatcyclus. Van al deze biochemische reacties en processen is bekend dat ze een substraat nodig hebben en een product opleveren.
Er zijn echter slechts enkele transporteiwitten in het peroxisomale membraan geïdentificeerd. Deze transporteiwitten zijn nodig om de uitwisseling van substraten en producten tussen het cytosol en de peroxisomale matrix te vergemakkelijken. Het onderzoek van Pedersen had als doel de mechanismen van transport over het peroxisomale membraan van gist te karakteriseren.
In zijn proefschrift presenteert hij een up-to-date metabolische kaart van gistperoxisomen en de enzymen die nodig zijn voor de katabole omzettingen van substraten. Aan de hand van deze kaart leidt Pedersen een aantal theoretische transporteiwitten af die nodig zijn om de uitwisseling te faciliteren. Daarnaast toont het experimentele deel van zijn onderzoek aan dat drie al bekende transporteiwitten zich in het peroxisomale membraan bevinden: Mir1, een proton/fosfaat-symporter, en Mpc1/Mpc3 als pyruvaatexporteurs over het peroxisomale membraan. Pedersen levert ook bewijs dat de ongevouwen peptidedomeinen van het eiwit Nsp1 in de peroxisomale matrix kunnen worden geïmporteerd.
Marc Pedersen verrichtte zijn promotieonderzoek bij het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB) met financiering via een subsidie uit het EU Horizon 2020 Marie Skłodowska-Curie programma. Hij werkt nu als postdoc aan de TU Delft.