Expanding the applicability of Baeyer-Villiger monooxygenases

Industriële chemische reactie wordt groener met biokatalysator

Enzymen (biologische katalysatoren) worden in toenemende mate gebruikt om puur chemische processen te vervangen. In het Europese project Oxygreen, onder leiding  van de Rijksuniversiteit Groningen, wordt hard gewerkt om industriële reacties via een groene route te laten plaatsvinden (zie: http://www.rug.nl/research/oxygreen/). Een daarvan is de Baeyer-Villiger-oxidatie die ook met enzymen uit klasse van Baeyer-Villiger mono-oxygenases kan worden uitgevoerd . In het proefschrift beschrijft Hugo van Beek  verschillende manieren om het toepassen van deze enzymen makkelijker te maken.

Potentiële toepassingen van Baeyer-Villiger mono-oxygenases reiken van hoogwaardige farmaceutische producten zoals de maagzuurremmer Prazolen en modafinil (werkzaam als stimulerend middel) tot bulkchemicaliën die gebruikt worden als basis voor bijvoorbeeld Plexiglas. Voor al deze toepassingen zijn patenten toegekend.

De grotere toepasbaarheid van deze enzymen wordt door Van Beek op verschillende manieren bereikt. Twee verschillende enzymen met elk verschillende goede eigenschappen zijn gekruist, om zo te komen tot een hybride-enzym dat van beide de goede eigenschappen heeft overgenomen. Ook is gebruikt gemaakt van de steeds toenemende mogelijkheden van computer-ontwerp om nieuwe eigenschappen te introduceren. Op basis van een model van het enzym zijn stabiliserende veranderingen berekend, die vervolgens succesvol werden toegepast in het enzym.

In het kader van de bio-based economy is samen met een aantal partners in een door NWO gefinancierd TASC-project gewerkt aan het produceren van een bouwsteen voor kunststof (in dit geval Plexiglas) op basis van hernieuwbare grondstoffen. Verschillende Baeyer-Villiger mono-oxygenases bleken in staat zijn de laatste stap in dit proces te katalyseren.

Samenvattend heeft dit geleid tot verbeteringen die het gebruik van Baeyer-Villiger mono-oxygenases dichterbij brengen. Methoden om deze verbeteringen te verkrijgen zijn verder ontwikkeld.

Hugo van Beek verrichtte zijn onderzoek bij het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB) van de RUG. Het werd gefinancierd door het EU-FP7 programma Oxygreen. Van Beek gaat door met onderzoek als postdoc aan de RUG.