Project
De functionele rol van nicotinamide nucleotide transhydrogenase (NNT)
De integratie tussen mitochondriale bio-energetica en redoxhomeostase speelt een centrale rol in de zoogdierfysiologie. Om het begrip van deze complexe systemen met onderlinge interactie te vergroten willen de onderzoekers van dit project wiskundige modellen ontwikkelen die de belangrijkste routes hierin kwantitatief beschrijven. Belangrijke substraten zijn onder andere ATP, ADP, NAD(H) en NADP(H). Nicotinamide Nucleotide Transhydrogenase (NNT), wat een hydride verplaatst tussen NADH en NADPH, speelt een sleutelrol in de koppeling tussen mitochondrisch-gemedieerde energieproductie en redoxmetabolisme.
Het is echter nog steeds onduidelijk hoe NNT-actie de mitochondriale en cellulaire fysiologie mechanisch beïnvloedt bij gezondheid en ziekte. Hiervoor worden NNT+/+ en NNT-/- muizen en celmodellen met identieke genetische achtergronden gebruikt. De wiskundige modellen zullen niet alleen helpen de biochemische functie van specifieke modelcomponenten (bijv. NNT) te begrijpen, maar kunnen ook informatie opleveren die relevant is voor interventies bij stofwisselingsziekten.
Er is samenwerking met: (1) een NLAS complex-celsysteemproject over de interactie tussen spieren en zenuwen met behulp van pluripotente stamcellen en primaire NNT+/+ en NNT-/- cellen, (2) een onderzoek naar de interactie tussen ex vivo spieren en zenuwen en (3) een project gericht op de ontwikkeling van celmodellen met fluorescerend-eiwit-biosensoren.
Voortgang (september 2023)
Met behulp van de onlangs gepubliceerde structuur en het voorgestelde katalytisch mechanisme van het nicotinamide nucleotide transferase (NNT) eiwit in het binnenste mitochondriaal membraan, is er een enzymatisch kinetisch model op basis van gewone differentiaalvergelijkingen opgesteld om interpretatie van de NNT-gemedieerde reactie mogelijk te maken. Met het ontwikkelde model zijn experimentele data voorspeld die de onderzoekers voor maart 2024 willen publiceren. Om meer inzicht te verkrijgen in de rol van NNT in de cellulaire omgeving is een prototype van een model met NNT ontwikkeld dat de interpretatie van cellulaire bio-energie mogelijk maakt. Er zijn echter nog verschillende kinetische parameters nodig om dit model volledig toe te kunnen passen. Daarom wordt dit model nu in beknopte vorm gebruikt voor experimentele toetsing met behulp van data die redelijkerwijs kunnen worden vergaard in een lab. Het model dat hieruit voortkomt zal meer inzicht creëren in de functie van dit voor ziekte zo belangrijke eiwit.