Luchtwegen van enzymen ontrafeld

Onderzoekers uit de Verenigde Staten, Thailand, Nederland (waaronder de leerstoelgroep Biochemie van Wageningen Universiteit) en Italie, hebben in een veel gebruikt enzymmodel ontrafeld hoe zuurstof het actieve centrum van enzymen bereikt. Zuurstof blijkt langs diverse tunnels door de eiwitlaag van het enzym heen te gaan, maar deze tunnels komen uiteindelijk alle uit op eenzelfde toegangspoort van het actieve centrum. De verkregen inzichten zullen helpen om zuurstofgebruikende enzymen te verbeteren of nieuwe te ontwerpen. Deze kunnen worden toegepast voor het laten verlopen van nieuwe milieuvriendelijke chemische processen. De onderzoekers hebben hun bevindingen gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Enzymen zijn uitermate effectieve katalysatoren die voor een breed scala aan toepassingen ingezet kunnen worden. Voor iedere afzonderlijke toepassing is echter een enzym nodig met specifieke gewenste eigenschappen. Natuurlijke enzymen die hieraan voldoen zijn maar beperkt beschikbaar. Daarom bestaat er veel belangstelling voor genetisch aangepaste enzymen. Hoewel hiervoor krachtige methodes zijn ontwikkeld, is het nog steeds uitermate complex om enzymen met specifiek gewenste eigenschappen te maken.

De praktijk heeft laten zien dat vooral mutaties in het actieve centrum van een enzym effect sorteren. Dat vereist een grondige kennis van het functioneren van het actieve centrum. Veel enzymen hebben voor hun functie zuurstof nodig. Het actieve centrum van dergelijke enzymen zit meestal verborgen binnen in het enzym. Tot voor kort was het onduidelijk hoe deze enzymen “ademen”: hoe bereiken zuurstofmoleculen, zonder moleculair navigatiesysteem de actieve centra? Gebeurt dit via willekeurige diffusie door de eiwitlaag van het enzym óf langs één of meer specifieke tunnels voor zuurstoftransport? Hier bestond geen duidelijkheid over.

Zuurstoftransport ontrafeld
Onderzoekers van laboratoria in de Verenigde Staten, Thailand, Nederland (Groningen en Wageningen) en Italie hebben nu door een combinatie van (1) opheldering van enzymstructuren, (2) berekeningen van zuurstofdiffusie op atomaire schaal en (3) metingen van de enzymkinetiek bij flavo-enzymen kunnen achterhalen dat zuurstof via slechts enkele specifieke kanalen, gelokaliseerd in afzonderlijke delen van de enzymstructuren, het actieve centrum bereikt. Terwijl er verscheidene zuurstoftunnels blijken te zijn, komen de uitgangen van deze tunnels allemaal uit op éénzelfde toegangspoort van het actieve centrum. Door de opgedane kennis is het nu bijvoorbeeld gemakkelijker om nieuwe zuurstof-gebruikende enzymen te verbeteren of te ontwerpen. Dergelijke oxidatieve enzymen (biokatalysatoren) zijn uitermate interessant voor het opzetten van nieuwe milieuvriendelijke chemische processen.

Het onderzoek is mede mogelijk gemaakt door een projectsubsidie van Technologiestichting STW.

Bron: WUR

Redactie Medicalfacts/ Janine Budding

https://www.medicalfacts.nl

Ik heb mij gespecialiseerd in interactief nieuws voor zorgverleners, zodat zorgverleners elke dag weer op de hoogte zijn van het nieuws wat voor hen relevant kan zijn. Zowel lekennieuws als nieuws specifiek voor zorgverleners en voorschrijvers. Social Media, Womens Health, Patient advocacy, patient empowerment, personalized medicine & Zorg 2.0 en het sociaal domein zijn voor mij speerpunten om extra aandacht aan te besteden.

Ik studeerde fysiotherapie en Health Care bedrijfskunde. Daarnaast ben ik geregistreerd Onafhankelijk cliëntondersteuner en mantelzorgmakelaar. Ik heb veel ervaring in diverse functies in de zorg, het sociaal domein en medische-, farmaceutische industrie, nationaal en internationaal. En heb brede medische kennis van de meeste specialismen in de zorg. En van de zorgwetten waaruit de zorg wordt geregeld en gefinancierd. Ik ga jaarlijks naar de meeste toonaangevende medisch congressen in Europa en Amerika om mijn kennis up-to-date te houden en bij te blijven op de laatste ontwikkelingen en innovaties. Momenteel ben doe ik een Master toegepaste psychologie.

De berichten van mij op deze weblog vormen geen afspiegeling van strategie, beleid of richting van een werkgever noch zijn het werkzaamheden van of voor een opdrachtgever of werkgever.