Nieuws

Bacterie leert metathese katalyseren

Een Zwitserse bacterie heeft een organorutheniumcomplex geïmplanteerd gekregen in een van zijn eiwitten. Hij doet nu metathesereacties alsof hij een reageerbuisje is, blijkt uit een Nature-publicatie.

Hoogstwaarschijnlijk is het een wereldprimeur. Metathesereacties, in 2005 goed voor een Nobelprijs voor scheikunde, zijn een populair gereedschap voor organische synthese. Maar in de natuur zijn ze nog nooit waargenomen. Er zijn trouwens ook geen organismen bekend die van nature ruthenium gebruiken - daar is dat element veel te zeldzaam voor.

Thomas Ward en collega’s van de universiteit van Basel creëerden het ‘metathase’-enzym op basis van  streptavidine. Dit natuurlijke eiwit vertoont een zeer sterke affiniteit voor een klein molecuul genaamd biotine, en kan daardoor alles binden dat aan een biotinemolecuul vast zit. In dit geval dus dat organorutheniumcomplex, bij organici bekend als een Hoveyda-Grubbskatalysator.

In vitro blijkt de combinatie van streptavidine, biotine en Ru-complex inderdaad verschillende metathesereacties te kunnen katalyseren. In een levende bacterie (Ward gebruikte voor het gemak E.coli) komen echter nogal wat stoffen voor die deze reacties afremmen. Glutathion blijkt het grootste probleem.

De oplossing is om het streptavidine niet te laten aanmaken in het cytoplasma van de bacterie maar in het periplasma, de ruimte tussen het binnenste en het buitenste celmembraan waar de inhibiotoren nauwelijks voorkomen. Door het streptavidine-gen op een slimme manier in te bouwen in het genoom van de coli, blijkt dat prima te lukken.

Voor de goede orde: de combinatie van biotine en rutheniumcomplex stop je niet in zijn genen maar in zijn voedingsmedium.

De zo gemodificeerde bacterie blijkt onder meer in staat om via metathese (die in dit geval leidt tot een ringsluiting) umbelliferon te maken, een molecuul dat fluoresceert om te laten zien dat het gelukt is.

Toen het eenmaal werkte zijn de onderzoekers gaan sleutelen aan het streptavidine om de prestaties te optimaliseren. Via ‘gerichte evolutie’ lieten ze zo’n drieduizend mutanten ontstaan. Uiteindelijk kwamen ze uit op een streptavidine waarin vijf aminozuren zijn vervangen,waardoor het rutheniumcomplex er beter in past en de activiteit ruim vijf keer hoger is dan die van natuurlijk streptavidine.

bron: Universität Basel

 

 

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Wordt abonnee/lid

Logo KNCV

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!