dankzij de eiwitten in onze cellen – meer dan 20 000 stuks per menselijke cel – functioneert ons lichaam zoals het hoort. elk van die eiwitten heeft een eigen rol en een bepaalde driedimensionale structuur of ‘vouwing’, die biochemici en moleculair biologen al een halve eeuw proberen te ontrafelen. recent zorgde het deepmindteam van google voor een revolutie in de biologie en de biomedische wetenschappen met de ontwikkeling van het programma alphafold. geruchten omtrent een mogelijke nobelprijs gonzen, maar waarom precies?

AlphaFold: driedimensionale eiwitvouwing met behulp van kunstmatige intelligentie

Vera van Noort

In al onze cellen zitten eiwitten, of proteïnen, die de processen uitvoeren waardoor wij kunnen leven. Een menselijke cel bevat wel meer dan 20 000 verschillende van die eiwitten. Ieder eiwit bestaat uit een combinatie van 20 verschillende aminozuren waarvan de zijketens allemaal een verschillende lading, flexibiliteit, en voorkeur om op te lossen in water hebben. Deze eigenschappen zorgen ervoor dat ieder eiwit een driedimensionale structuur aanneemt om zijn rol binnen de cel uit te voeren. Om erachter te komen wat deze eiwitten allemaal doen, wordt door biochemici en moleculair biologen al sinds de jaren ’70 hard gewerkt om deze driedimensionale vouwing van eiwitten te ontrafelen.

Je kan eiwitvouwing vergelijken met origami, waarbij een vlak blad door een serie van vouwingen kan leiden tot een ruimtelijk object. Bij een eiwit is het zelfs eerder vergelijkbaar met een lange strook papier, waar muizentrapjes en spiralen in worden gevouwen om deze vervolgens in elkaar te zetten tot een grotere machine. Het ontrafelen van de structuren gebeurt met behulp van zeer grote onderzoeksinfrastructuur, zoals de deeltjesversneller in Genève. Voor vele menselijke eiwitten en ook voor veel eiwitten van andere organismen is de structuur al opgehelderd. Deze data worden in centrale databanken opgeslagen en publiek beschikbaar gesteld. In januari 2023 bevatte de proteïnedatabank (PDB) 173 900 eiwitstructuren, een grote schat aan data.

Het vervolg van dit artikel leest u in de papieren versie van Karakter 83. De volledige tekst verschijnt later online.