From structure to function: charting the course of flavin-dependent carbohydrate oxidoreductases

Enzymengineering en industriële toepassingen van flavine-afhankelijke koolhydraatoxidases

Koolhydraten zijn alomtegenwoordige biomoleculen die overvloedig voorkomen in de natuur en een cruciale rol spelen in tal van biologische processen. In de loop van de tijd zijn verschillende enzymen geëvolueerd om selectief koolhydraten te verwerken, waarbij ze deze omzetten in verschillende verbindingen.

Het onderzoek van Alessandro Boverio richt zich op een specifieke klasse van koolhydraat-converterende enzymen genaamd flavine-afhankelijke koolhydraatoxidases.

Flavine-afhankelijke koolhydraatoxidases hebben het unieke vermogen om suikers selectief te oxideren met alleen zuurstof als elektronenacceptor. Hierdoor kunnen ze conversies uitvoeren zonder extra cofactoren of enzympartners. Het relatief eenvoudige reactiemechanisme gecombineerd met een hoge regioselectiviteit maken ze aantrekkelijk voor biotechnologische toepassingen.

Er blijven echter uitdagingen bestaan, met name met betrekking tot de efficiënte productie van deze oxidases, wat hun ontwikkeling en karakterisering belemmert. Om deze problemen op te lossen verkennen de hoofdstukken van deze scriptie nieuwe enzymen uit diverse biologische bronnen, waaronder bacteriën en planten, waarbij ze ingaan op hun reactiemechanisme en structurele eigenschappen.

Daarnaast is een evolutionaire benadering gebruikt om een bijzondere groep flavine-afhankelijke koolhydraatoxidase-enzymen te bestuderen, genaamd aldonolactonoxidoreductasen, die verantwoordelijk zijn voor de laatste stap in de biosynthese van vitamine C bij planten en dieren. Over het algemeen verbetert dit onderzoek ons begrip van koolhydraatoxidoreductasen en biedt het potentiële startpunten voor enzymengineering en industriële toepassingen.

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/8f841fc2-d554-4e47-a87c-fd7fdbcfe777