Exploring flavin-containing carbohydrate oxidases
| Promotie: | Dhr. A.R. (Alessandro) Ferrari |
| Wanneer: | 16 januari 2017 |
| Aanvang: | 11:00 |
| Promotor: | prof. dr. ir. M.W. (Marco) Fraaije |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Ontdekken en ontwerpen van nieuwe enzymen
Nieuwe enzymen kunnen een ‘groen’ alternatief bieden voor chemische reacties. Alessandro Ferrari zocht naar nieuwe oxidasen (enzymen die een specifieke oxidatie-reactie verzorgen) en wist op basis van de enzymstructuur gerichte veranderingen in de specificiteit aan te brengen.
Oxidasen zijn enzymen die één of meer elektronen van een substraat kunnen wegnemen en daarmee een selectief geoxideerd product vormen. De elektronen worden vervolgens overgedragen aan zuurstof, waardoor waterstofperoxide wordt gevormd. Omdat oxidasen een hoge regio- en enantioselectiviteit hebben, zijn ze uitermate interessant voor enzymatisch synthese van fijnchemicaliën zoals bepaalde medicijnen.
Glucose oxidase wordt gebruikt in talloze toepassingen zoals voor het bepalen van glucose niveaus in bloed. Pas in de afgelopen paar jaar zijn er nieuwe koolhydraat oxidasen ontdekt die niet werken met glucose maar actief zijn met andere complexere koolhydraten. Ferrari zocht met name naar enzymen die zijn te gebruiken om ‘groene brandstof’ te maken uit suikers uit biomassa.
Via kennis-gestuurde ‘enzyme engineering’ wist hij een bestaand enzym om te bouwen tot een lactose oxidase. Deze techniek is ook voor andere toepassingen geschikt. Daarnaast bestudeerde hij de relatie tussen de structuur van het actieve centrum van oxidasen en hun substraatspecificiteit. Dat helpt bij het ontwerpen van nieuwe enzymen.
Ten slotte bestudeerde hij twee oxidasen uit de schimmel Myceliophthora thermophila. Ondanks opheldering van de atomaire structuur bleek het niet mogelijk het substraat van deze enzymen te vinden. Mogelijk betreft het een totaal nieuwe klassen oxidasen. Of dat inderdaad zo is moet vervolgonderzoek uitwijzen.
Alessandro Ferrari verrichtte zijn promotieonderzoek bij de afdeling Biotechnologie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute van de RUG, met financiering van NWO. Hij werkt nu als zelfstandig ondernemer in online coaching (The Broscientist).