Polymerization of hyperbranched polysaccharides by combined biocatalysis

Promotie: dhr. J. van der Vlist, 16.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Polymerization of hyperbranched polysaccharides by combined biocatalysis

Promotor(s): prof.dr. K. Loos

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

 

Nieuw synthese voor hypervertakte polysachariden

In het proefschrift van Jeroen van der Vlist wordt een door enzymen gekatalyseerd synthese-systeem beschreven waarmee hypervertakte polysachariden gemaakt kunnen worden met controle over molecuulgewicht, stereoregulariteit en vertakkingsgraad. Bovendien kunnen de hypervertakte polysachariden gekoppeld worden aan synthetische substraten (polymeer, oppervlak, etc.) zodat hybride structuren ontstaan.

De unieke eigenschappen van de enzymen 'aardappel fosforylase' en 'glycogeen vertakkingsenzym' worden in dit onderzoek gecombineerd voor de synthese van een hypervertakt polyglucaan bestaande uit alfa-D-glucose eenheden die met elkaar verbonden zijn via alfa(1→4) glycosidische verbindingen. Vertakking vindt plaats op de C6 positie van de alfa-D-glucose eenheden.

Het enzym fosforylase katalyseert de additie van alfa-D-glucose eenheden via een alfa(1→4) verbinding aan een kort oligoglucaan (acceptor substraat). Hierdoor ontstaat een groeiende lineaire glucaanketen. Glucose-1-fosfaat wordt hierbij gebruikt als donor substraat (monomeer). Het glycogeen vertakkingsenzym katalyseert de in situ formatie van vertakkingspunten via de introductie van alfa(1→6) verbindingen. De exacte katalyse van het glycogeen vertakkingsenzym omvat de hydrolyse van een alfa(1→4) glycoside verbinding waarna het vrij gekomen terminale oligosacharide verplaatst wordt naar een C6 positie van een groeiende glucaanketen.

Een belangrijke eigenschap van fosforylase -en essentieel voor het werk als beschreven in dit proefschrift- is dat de aanwezigheid van een acceptor substraat een vereiste is voor de katalyse van lineaire glucaanketens. Door gebruik te maken van deze eigenschap zijn hybride materialen verkregen. Hiervoor is het benodigde acceptor substraat eerst gekoppeld aan een substraat, vervolgens werd de enzymatische polymerisatie uitgevoerd. Dit resulteerde in hypervertakte multi arm structuren, diblok copolymeren bestaande uit een hypervertakt polysacharide gedeelte en hypervertakte polysacharide structeren covalent verankert aan een silicium substraat.

Jeroen van der Vlist (Gouda, 1978) studeerde scheikunde in Groningen. het onderzoek werd uitgevoerd bij de afdeling polymeerchemie. De nieuwe werkgever van Van der Vlist is API Institute Emmen.