conformatieveranderingen

Conformatieveranderingen verwijzen naar wijzigingen in de driedimensionale structuur van biomoleculen zoals eiwitten en RNA, waardoor hun fysiologische functie verandert. Deze veranderingen kunnen worden ausgelokt door binding van liganden, post-translational modifications, interacties met andere macromoleculen, of door wijzigingen in de omgeving zoals pH, temperatuur en mechanische spanning. Een verandering in structuur kan leiden tot een hogere of lagere activiteit, veranderde specifiteit of gewijzigde interacties met andere moleculen.

Er zijn meerdere mechanismen waardoor conformatieveranderingen optreden. Bij zogenoemde induced fit past de structuur zich aan nadat een ligand bindt. Bij conformational selection bestaan er reeds bestaande, minder stabiele conformaties die door een ligand gestabiliseerd worden. Allosterie is een verwante factor waarbij een bindingsite verregaande structurele veranderingen teweegbrengt in een ver verwijderd deel van het molecuul, wat de activiteit elders reguleert.

Voorbeelden zijn onder meer enzymen, die bij activiteit een verschuiving in het actieve- of substraatsbindinggebied ondergaan; receptoren zoals GPCRs en ionkanalen die schakkelbaar schakelen tussen verschillende toestanden; en RNA-moleculen die tussen ligandherkenning en katalytische conformatie wisselen.

Detectie en studie van conformatieveranderingen maken gebruik van technieken zoals cryo-elektronenmicroscopie, röntgendiffractie, NMR-spectroscopie en single-molecule Fluorescent Resonance Energy Transfer. In de geneeskunde en farmacie spelen conformatiestaten een cruciale rol bij drugontwerp en allosterische regulatie, omdat veel geneesmiddelen specifieke functies stabiliseren in bepaalde conformatie. De timing van veranderingen kan variëren van nanoseconds tot seconden of langer, afhankelijk van de molecuulcontext.