Promotie D. (Donato) Calabrese

Biocatalytic strategies for green chemistry

Enzyme cascades, alternative energy input and protein engineering for selective synthesis

Biokatalytische strategieën voor groene chemie

De moderne samenleving is afhankelijk van chemicaliën: voor geneesmiddelen, plastics, geurstoffen en materialen. Helaas worden veel van deze chemicaliën nog steeds geproduceerd via processen die steunen op fossiele grondstoffen, agressieve reagentia en veel energie, en daarbij vaak aanzienlijke hoeveelheden afval opleveren. 

Dit proefschrift van Donato Calabrese verkent een andere route: het gebruik van enzymen (de katalysatoren van de natuur) om waardevolle moleculen op een schonere manier te maken, aangedreven door hernieuwbare elektriciteit en waterstof.Een grote uitdaging bij enzymgebaseerde productie is dat veel enzymen “reducerend vermogen” nodig hebben om te functioneren, meestal geleverd door dure cofactoren die tijdens de reactie worden verbruikt.

Het werk in dit proefschrift ontwikkelt en test systemen die deze cofactoren efficiënt recyclen door waterstof te gebruiken als uiteindelijke energiebron, waardoor kosten en afval verminderen. Deze strategieën worden toegepast om plantaardig afgeleide moleculen (waaronder lignine-gerelateerde verbindingen) om te zetten en om stikstofhoudende bouwstenen te produceren, die veel voorkomen in farmaceutische toepassingen.Over het geheel genomen laat dit proefschrift zien hoe het combineren van biokatalyse met slimme cofactorrecycling en, waar nuttig, elektrochemische en microbiële platforms, de chemische productie kan verschuiven richting processen die duurzamer, schaalbaarder en economisch realistischer zijn, zonder in te boeten aan prestaties.

Supervisors:
prof. dr. S. (Sandy) Schmidt,
prof. dr. L. Lauterbach,
prof. dr. G.J. (Gerrit) Poelarends