Designer enzymen: de route naar biokatalyse van niet-natuurlijke reacties?
Avondlezing door prof.dr. J.G. Roelfes georganiseerd door de Groningse Chemische Kring.
Georganiseerd als Teams-meeting.
Enzymen op basis van niet-natuurlijke aminozuren
Samenvatting
Biokatalyse wordt algemeen gezien als een belangrijk onderdeel van de transitie naar een “groenere” en duurzamere chemie. Enzymen katalyseren reacties met indrukwekkende reactiesnelheden en selectiviteit, en dat onder milde condities. Echter, in vergelijking met de gereedschapskist van de organisch chemicus is de reactiescope van enzymen beperkt.
Mijn onderzoek richt zich op het ontwerpen van enzymen voor reacties die geen equivalent in de natuur hebben. Via rationeel design introduceren we een niet-natuurlijke katalytische groep in een speciaal daarvoor geselecteerd eiwit, gebruikmakend van supramoleculaire chemie of zogenaamde “expanded genetic code” methoden. Als deze rudimentaire enzymen veelbelovende katalytische activiteit vertonen, dan optimaliseren we deze verder via een combinatie van rationeel, computer-geassisteerd, herontwerp en directed evolution: de techniek waarvoor twee jaren geleden de Nobelprijs voor de chemie is toegekend aan Prof. Arnold. In deze lezing zal ik onze benadering tot het creëren van enzymen bespreken en illustreren met voorbeelden van toepassingen in de katalyse. Tenslotte zal ik nog een voorbeeld laten zien van de toepassing van deze designer enzymen in cellen, als stap op weg naar ons lange termijn doel om een “hybride” metabolisme te creëren.
Verkorte loopbaanbeschrijving van prof.dr. J.G. Roelfes
Gerard Roelfes studeerde Scheikunde aan de Rijksuniversiteit Groningen (1990-1995). Daarna promoveerde hij in 2000 cum laude aan dezelfde universiteit onder supervisie van Prof. Ben L. Feringa op het onderwerp “models for non-heme iron oxidation enzymes”. Dit project was een samenwerking met Unilever en de groep van Prof. Lawrence Que Jr. aan de University of Minnesota (US), in wiens groep hij deel van het onderzoek uitvoerde. In 2001-2002 was hij postdoc aan de ETH Zürich (Zwitserland) in de groep van Prof. Donald Hilvert. Daar werkte hij aan de semisynthese van selenium-bevattende eiwitten en enzymen. In 2003 keerde hij terug naar de Rijksuniversiteit Groningen, eerst als onafhankelijk projectleider (Veni) en daarna als assistant professor (2006-2010), associate professor (2010-2015) en sinds 2015 als hoogleraar “Biomoleculaire Chemie en Katalyse”. Hij ontving de Veni, Vidi en Vici subsidies van NWO en was de eerste in Nederland die deze trilogie voltooide. Daarnaast ontving hij zowel de prestigieuze starting grant als advanced grant van de European Research Council (ERC). Zijn onderzoeksinteressen zijn enzymontwerp, bio-orthogonale katalyse en niet-natuurlijke katalyse in cellen (“hybride metabolisme”).
Introducé(e)s zijn van harte welkom.
Graag vooraf bericht als u verwacht te komen.
Stuur daartoe een mail naar gck@kncv.nl.
