Fouten maken tijdens het bouwen en verfijnen van 3D-modellen is onvermijdelijk. Gelukkig kunnen veel fouten worden gedetecteerd en hersteld vóór publicatie en depositie, zegt Gerard Kleywegt.

Gerard Kleywegt (Fotografie Thijs Rooimans)
De missie om de validatie van structuren te verbeteren, kreeg geleidelijk vorm tijdens Kleywegts carrière in de structurele biologie. Nadat hij voor het eerst fouten ontdekte in gepubliceerde structuren, was hij geschokt en vastbesloten om de validatie te verbeteren. Hij ontwikkelde veel softwaretools om dit werk te vergemakkelijken en de validatie van eiwitkristalstructuren te verbeteren. Tegenwoordig leidt hij een team van 24 mensen om de Protein Data Bank in Europa (PDBe) te beheren.

Strikte regels

Sinds februari 2008 moeten de experimentele gegevens die ten grondslag liggen aan 3D-structuren worden gedeponeerd bij de Protein Data Bank (PDB). Deze beslissing werd genomen door de internationale wetenschappelijke adviesraad van de Worldwide Protein Databank (wwPDB)-organisatie nadat duidelijk werd dat gepubliceerde artikelen af ​​en toe moesten worden ingetrokken vanwege ernstige fouten in de structuren of, erger nog, gefabriceerde gegevens. Kleywegt legt uit: “Het probleem is dat veel biologen vertrouwen op kristallografen om de experimentele gegevens van röntgenexperimenten correct te interpreteren. De interpretatie van elektronendichtheidskaarten kan echter moeilijk zijn als de gegevens een beperkte resolutie hebben. Er is veel subjectiviteit bij betrokken en zelfs ervaren mensen kunnen fouten maken.”

Partners samenvoegen

De PDBe is een van de vier partnerlocaties van de wwPDB die gezamenlijk de PDB beheren. De andere partners zijn Protein Data Bank Japan, RCSB Protein Data bank USA en Biological Magnetic Resonance Data Bank, USA. “We breiden onze aandacht uit naar momenteel beschikbare technieken voor het verduidelijken van structuren. Momenteel werken we bijvoorbeeld aan een pijplijn van softwaretools voor de validatie van nieuwe structuren uit röntgengegevens”, zegt Kleywegt. “Het doel is om eiwitopslag te vergemakkelijken door snelle en eenvoudige validatieprocedures. Elke structuur ontvangt een aantal kwaliteitsscores die worden gevisualiseerd op glijdende kleurenschalen: van rood (slechte score) tot blauw (betere scores). Zodra de pijplijn klaar is, zal deze ook worden geïmplementeerd op de andere drie wwPDB-locaties.” In de tussentijd worden ook validatiepijplijnen voor modellen afgeleid van 3D-elektronenmicroscopie en NMR-gegevens ontwikkeld. “Ik hoop dat zodra al deze validatietools op hun plaats zijn, we het voorkomen van vermijdbare en gênante fouten in de toekomst tot een minimum kunnen beperken”, aldus Kleywegt.

Gerard Kleywegt is hoogleraar structurele moleculaire biologie (Universiteit van Uppsala) en hoofd van de Protein Data Bank in Europa (PDBe) bij EMBL-EBI. Op NBIC2012 gaf hij een keynote lezing over het belang van geschikte protocollen en validatieprocedures bij 3D-eiwitstructuurmodellering.

Auteur: Lilian Vermeer