Minimal metabolic pathways for ATP and generation of a proton motive force in synthetic cells
| Promotie: | Dhr. B. (Bauke) Gaastra |
| Wanneer: | 07 maart 2023 |
| Aanvang: | 16:15 |
| Promotors: | prof. dr. B. (Bert) Poolman, prof. dr. D.J. (Dirk) Slotboom |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Opbouw van de stofwisseling voor een synthetische cel
Binnen een project dat bedoeld is om bacterieel leven na te bootsen heeft Bauke Gaastra metabolische routes ontwikkeld voor synthetische cellen. Deze enzymatische routes kunnen uiteindelijk de energie leveren die een synthetische cel nodig heeft om zichzelf te onderhouden en om te vermenigvuldigen. Zijn proefschrift beschrijft de ontwikkeling van twee van deze routes en methodes om de processen te kunnen monitoren.
De eerste route levert elektrische energie op voor de synthetische cel in de vorm van een proton motive force. De route bestaat uit twee eiwitten. De eerste transporteert het organische zout malaat naar de binnenkant van de cel, waarna het door het interne eiwit wordt omgezet in lactaat. Dit proces verhoogt de zuurgraad (pH) aan de binnenkant en bouwt ook een negatieve elektrische lading op. Het opgebouwde membraan potentiaal is vervolgens te gebruiken om andere substraten naar binnen te transporteren of om ATP (de standaard energiedrager van cellen) op te wekken met behulp van het F1F0-ATPsynthetase.
De tweede route levert dit ATP op. Deze route bestaat uit vier eiwitten. Het membraaneiwit importeert arginine en exporteert ornithine. De drie interne eiwitten zetten arginine eerst om in citrulline en daarna ornithine en fosforyleren ADP, wat ATP oplevert. De geproduceerde ATP is te gebruiken door een andere membraantransporter om glycine betaine te importeren.
Om alle processen in de gaten te houden gebruikte Gaastra methodes om de ATP tot ADP ratio, pH, membraan potentiaal, lactaat productie en de concentraties van arginine, citrulline, ornithine en ammonia te meten.
Het promotieonderzoek van Bauke Gaastra vond plaats bij de afdeling Enzymologie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB) met financiering via NWO en de European Research Council. Hij werkt nu als Validatie en Compliance consultant bij Agidens.