Vitamine B2 kan iets nieuws

Een belangrijke groep cofactoren zijn de flavines, waarvan riboflavine ofwel vitamine B2 de bekendste is. In Fraaijes eigen onderzoek spelen flavines een grote rol. “In ons lichaam hebben we zo’n honderd enzymen die afhankelijk zijn van riboflavine als cofactor. Van riboflavine weten we dat het betrokken is bij een heel scala aan essentiële oxidatie- en reductiereacties waarbij het de cruciale elektronenoverdracht in goede banen leidt. Nu blijkt dat riboflavine ook de basis vormt voor een geheel nieuwe cofactor en dat die een volledig andere reactie mogelijk maakt, namelijk decarboxylering.”

Bij een decarboxyleringreacties wordt een carboxylgroep (COOH) van een molecuul afgesplitst en komt CO₂ vrij. Decarboxylering is een veelvoorkomende reactiestap in de stofwisseling, maar dat ook vitamine B2 hier een rol in speelt was tot nu toe onbekend.

De ontdekking van deze nieuwe cofactor, die nog geen prettig hanteerbare naam heeft, is om meerdere redenen van belang, aldus Fraaije. “Opvallend genoeg ontstaat deze cofactor door een verandering in het reactieve deel van het riboflavinemolecuul. Dat zien we eigenlijk nooit. Alle bekende flavines zijn gebaseerd op een structuur waarin drie ringen aan elkaar zijn gebonden, maar in deze nieuwe cofactor wordt er een vierde ring aan toegevoegd. Daarvoor is een speciaal enzym nodig. In bacteriën heet dit enzym UbiX en dat enzym kenden we wel, maar dat UbiX riboflavine omzet in deze nieuwe cofactor, dat wisten we niet.”

Aan de praat

Het verklaart ook waarom het tot dusver niemand was gelukt om een ander enzym, UbiD, ‘aan de praat te krijgen’, zoals Fraaije het omschrijft. “Ook UbiD is een bekend enzym dat riboflavine kan binden. Maar als je in het lab riboflavine en UbiD bij elkaar brengt, gebeurt er helemaal niks. Nu is duidelijk waarom, UbiX moet eerst riboflavine omzetten tot de nieuwe cofactor waar UbiD vervolgens iets mee kan.”

Zo’n ontdekking roept meteen weer allerlei nieuwe vragen en mogelijkheden bij hem op. “Er zijn wellicht nog meer enzymen te ontdekken die deze bijzondere flavine cofactor gebruiken en andere onbekende reacties mogelijk maken.” Ook voor onderzoekers die meer in de organische synthese – het ‘maken’ van moleculen – zijn geïnteresseerd heeft Fraaije nog een tip. “De decarboxylering die deze nieuwe cofactor mogelijk maakt, is reversibel. Ook een carboxylering, dus het toevoegen van een COOH groep is mogelijk. En dat is altijd iets waar chemici naar zoeken, want het maken van koolstof-koolstofbindingen is niet eenvoudig. Ik weet zeker dat meerdere chemici op deze mogelijkheid gaan duiken.”