Ntn-hydrolases unveiled. Structural investigations into isopencillin N acyltransferase and the quorum-quenching acylase PvdQ

Promotie: dhr. M. Bokhove, 14.45 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Ntn-hydrolases unveiled. Structural investigations into isopencillin N acyltransferase and the quorum-quenching acylase PvdQ

Promotor(s): prof.dr. B.W. Dijkstra

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

 

Opheldering van enzymstructuur biedt kansen voor nieuwe antibiotica

Het proefschrift van Marcel Bokhove beschrijft de driedimensionale structuur van twee enzymen die behoren tot de Ntn-hydrolasefamilie. De twee bestudeerde enzymen zijn de quorum quenching acylase PvdQ uit de ziekteverwekkende Pseudomonas aeruginosa en het isopenicilline acyltransferase (AT) uit de penicillineproducerende schimmel Penicillium chrysogenum.

Hoofdstukken 2 en 3 beschrijven de kristallisatie en structuuropheldering van PvdQ. Dat enzym is in staat is communicatie tussen de bacteriën onderling plat te leggen door signaalmoleculen af te breken. Veel ziekteverwekkende bacteriën gebruiken signaalmoleculen om met elkaar te communiceren en daarmee aanvalsstrategieën te plannen.

Met behulp van de kristalstructuur van PvdQ begrijpen we nu hoe dit enzym specifieke signaalmoleculen herkent en afbreekt. Daarnaast verschaft de kristalstructuur van PvdQ inzicht in hoe het enzym aangepast zou kunnen worden om signaalmoleculen van verschillende pathogenen te herkennen en af te breken.

Hoofdstuk 4 beschrijft de kristalstructuur van AT, dat betrokken is bij de biosynthese van penicilline. Dit enzym kan gebruikt worden voor een minder milieubelastende syntheseroute van antibiotica.

Ntn-hydrolases worden in eerste instantie geproduceerd als inactieve precursor eiwitten. Op het moment dat een Ntn-hydrolase correct gevouwen is, knipt het zichzelf in twee stukken, waarbij de nieuw gevormde N-terminus het katalytisch centrum vormt. Bokhove heeft de precursor structuur van AT opgehelderd, die inzicht verschaft in het mechanisme achter zelfactivatie. Met behulp van drenkingsexperimenten en computermodellering is vastgesteld hoe de biosynthese van penicillines in elkaar steekt. Nu de structuur en het katalytische mechanisme opgehelderd zijn zijn er mogelijkheden om AT aan te passen om nieuwe antibiotica te produceren.

Marcel Bokhove (Dirksland, 1981) studeerde scheikunde in Groningen. Het onderzoek werd uitgevoerd bij biotechnologisch instituut GBB van de RUG en gefinancierd door STW.