Promotie mw. H.M. Dudek: Redesign of Baeyer-Villiger monooxygenases for synthetic applications

Promotie: mw. H.M. Dudek, 12.45 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Redesign of Baeyer-Villiger monooxygenases for synthetic applications

Promotor(s): prof.dr. M.W. Fraaije

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Herontwerpen van Baeyer–Villiger monooxygenases

Het onderzoek van Hanna Dudek focust voornamelijk op het modificeren van fenylaceton monooxygenase (PAMO) - een enzym dat behoort tot de Baeyer–Villiger monooxygenase familie - tot een efficiëntere biokatalyst.

In het veld van de biokatalyse worden enzymen toegepast om chemische reacties te katalyseren die kunnen leiden tot efficiëntere en milieuvriendelijkere processen. Tegenwoordig is het mogelijk om eigenschappen van enzymen aan te passen met behulp van ‘protein engineering’-methodes. Dudek heeft, allereerst, geprobeerd om de co-enzym en substraatspecificiteit aan te passen door plaatsgerichte mutagenese. Dit resulteerde in gematigde verbeteringen van de enzymeigenschappen, maar niettemin vegrootte het de kennis over dit type enzymen.

Vervolgens heeft Dudek haar focus verlegd naar alternatieve methodes en heeft zij gekozen voor het ontwikkelen van een activiteitsassay om mutantcollecties te kunnen screenen. Deze nieuwe activiteitsassay is gebaseerd op het gebruik van een tweede enzym dat gekoppeld is aan de activiteit van PAMO en kon worden toegepast op het screenen van een grote hoeveelheid enzymvarianten. Met behulp van gedetailleerde kennis over het actieve centrum van het enzym, het katalytisch mechanisme dat voortkomt uit structurele studies, modelleren, kinetische analyses en karakterisatie van varianten is het mogelijk geworden om banken te ontwerpen van hoge kwaliteit, terwijl efficiënte screeningsmethodes het mogelijk maken om verbeterde varianten te herkennen. Deze aanpak is succesvol gebleken voor PAMO en kan worden toegepast in het herontwerpen of aanpassen van andere (Baeyer–Villiger) monooxygenases, mede doordat de ontwikkelde screeningsmethode generiek is voor NADPH-verbruikende enzymen.

Hanna Dudek studeerde aan de universiteit van Wroclaw in Polen. Haar promotieonderzoek deed ze aan de RUG bij de vakgroep moleculaire enzymologie, Groningen Biotechnology and Biomolecular Sciences Institute (GBB). Het maakte deel uit van het OXYGREEN project (oxidative enzymes for green chemistry; www.rug.nl/research/oxygreen). Haar onderzoek werd betaald door het European Union’s Seventh Framework Programme.