Oxidoreductase fusions Engineering enzymes for coupled reactions and stability
| Promotie: | F.S. (Friso) Aalbers, PhD |
| Wanneer: | 19 juni 2020 |
| Aanvang: | 09:00 |
| Promotors: | prof. dr. ir. M.W. (Marco) Fraaije, prof. dr. D.B. Janssen |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Enzymen geschikt gemaakt voor industrieel gebruik
Enzymen vormen de kern van biologisch leven. Deze minuscule moleculaire machines kunnen andere moleculen aanpassen, wat ervoor zorgt dat organismen kunnen groeien. Naast hun rol in de cel zijn enzymen ook nuttig voor toepassingen in verschillende door de mens bedachte processen, zoals bierbrouwen, kaas maken, of vuil uit kleren halen.
Er is een grote interesse vanuit de industrie voor de toepassing van enzymen voor de productie van nuttige stoffen, zoals (bio)materialen, (bio)brandstoffen, medicijnen, en voedselsupplementen. Vergeleken met chemische processen is een proces met enzymen veel groener en duurzamer. Helaas zijn enzymen uit de natuur vaak niet geschikt voor grootschalige industriële toepassingen; ze vallen snel uit elkaar. Naast deze tekortkoming is het ook lastig en duur om enzymen te produceren.
Friso Aalbers onderzocht een strategie om twee enzymen samen tegelijk te produceren, als één eiwit: enzym fusie. Niet alleen maakt dit de productie van enzymen makkelijker, het kan ook ervoor zorgen dat de twee enzymen beter direct met elkaar kunnen samenwerken in een twee-staps proces.
Hiernaast heeft Aalbers nog een andere aanpak gebruikt om de toepassing van enzymen te verbeteren: mutagenese op basis van computerberekeningen. Enzymen bestaan uit honderden aminozuren, en door mutaties in het gen voor dit enzym aan te brengen is het mogelijk andere aminozuren in te bouwen. Ieder aminozuur heeft interactie met de naastgelegen aminozuren. Door een aminozuur te vervangen voor een ander, dat andere eigenschappen en een andere vorm heeft zodat het meer en sterkere interacties maakt met de naastgelegen aminozuren, lukte het hem de structuur van het enzym versterken. Het gemuteerde enzym bleef intact in bijna kokend water, terwijl het oorspronkelijke enzym uit elkaar viel rond de 40 °C.
Het promotieonderzoek van Friso Aalbers vond plaats bij de afdeling Biotechnologie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB) met financiering uit het EU Horizon 2020 Robox. Hij werkt nu als postdoc aan de Universiteit van Pavia (Italië).