Biochemical characterization and bioinformatic analysis of two large multidomain enzymes from Microbacterium aurum B8.A involved in native starch degradation
| Promotie: | Dhr. V. Valk |
| Wanneer: | 27 januari 2017 |
| Aanvang: | 12:45 |
| Promotor: | L. (Lubbert) Dijkhuizen |
| Copromotor: | dr. ir. R.M. (Rachel) van der Kaaij |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Gaten gravende enzymen gekarakteriseerd
Microbacterium aurum B8.A is een unieke bacterie die zetmeelkorrels afbreekt door er eerst gaten in te maken. Vincent Valk karakteriseerde de twee bijzondere enzymen die hierbij betrokken zijn.
Het gaat om de enzymen MaAmyA en MaAmyB, die alleen voorkomen in de M. aurum B8.A stam. Beide zijn betrokken zijn bij de zetmeelafbraak. Dit zijn ongebruikelijk lange amylase enzymen met veel extra domeinen (zeven in MaAmyA en zes in MaAmyB), naast het katalytische domein. Het onderzoek van Valk liet zien dat MaAmyA een zogeheten α-amylase is en MaAmyB een exo-amylase, dat bij voorkeur maltohexaose maakt.
Het is volgens Valk zeer waarschijnlijk dat beide enzymen samenwerken in de afbraak van zetmeelkorrels. Hierbij maakt MaAmyA de eerste poriën in de zetmeelkorrels zodat MaAmyB naar binnen kan en van binnenuit de zetmeelkorrels afbreekt tot maltohexaose en kortere suikers. De rol van de extra domeinen in beide enzymen is onderzocht en hieruit bleek dat de twee koolhydraatbindende domeinen van familie 25 (CBM25) noodzakelijk zijn voor de activiteit op de zetmeelkorrels. Ook toonde Valk aan dat de aanwezige FNIII domeinen fungeren als flexibele koppelstukken.
Een tot nog toe onbekend domein van MaAmyA is gekarakteriseerd als een nieuw koolhydraatbindend domein. Dit domein, CBM74, blijkt alleen voor te komen in extreem lange en complexe amylase enzymen in combinatie met CBM25 of CBM26 domeinen. Veel van deze enzymen worden gemaakt door bifidobacteriën of andere bacteriën die in het darmkanaal wonen, waarmee er waarschijnlijk een link is tussen CBM74 en de afbraak (fermentatie) van resistent zetmeel in de menselijke dikke darm.
Vincent Valk verrichtte zijn promotieonderzoek bij de afdeling Microbiële Fysiologie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute met financiering door het Top institute Food & Nutrition.