Leuk bedacht: het kokend- hete wolfraamenzym

De ontdekking
‘Delftse promovendus ontdekt vermist eiwit’, kopte
Delta in september 2005. Het betrof een enzym van het exotische micro-organisme, Pyrococcus furiosus, dat zeer nuttig voor de chemische industrie bleek te zijn.

Promovenda Loesje Bevers ontdekte met haar collega’s van de sectie enzymologie (inmiddels is deze overgegaan in de sectie biokatalyse, Technische Natuur- wetenschappen) het laatste onbekende wolfraam-enzym in dit micro-organisme. WOR 5 heet het enzym; van wolfraam oxidoreductase. Ze publiceerde erover in Journal of Bacteriology.

De eencellige leeft op de bodem van de oceaan in de buurt van vulkanen onder extreme omstandigheden. De temperatuur van het water stijgt er tot boven het kookpunt. P. furiosus weet hier te overleven onder meer dankzij een vijftal enzymen dat het metaal wolfraam bevat, waaronder WOR 5.

Onderzoekers van de universiteit van Georgia identificeerden eerder al vier enzymen met wolfraam in dit eencellige organisme, en wisten uit het DNA van p. furiosus af te leiden dat er nog een vijfde moest zijn.

Er zijn maar weinig organismen bekend die wolfraam kunnen opnemen uit hun omgeving. Wetenschappers en industrie hebben grote interesse voor de eiwitten, onder meer omdat die bij hoge temperaturen stabiel blijven. ‘Door de hittebestendige eiwitten te gebruiken in chemische processen kan de productietijd aanzienlijk worden verkort’, schreef Delta in 2005.

En nu?
Hoe staat het nu, bijna tien jaar later, met het onderzoek aan deze enzymen? Wie nu in de wetenschappelijke literatuur zoekt met de zoektermen pyrococcus furiosus en TU Delft treft talloze artikelen uit de afgelopen jaren. Bevers staat daar niet meer bij vermeld als auteur.

Bevers is nu werkzaam bij DSM, laat biochemicus dr.ir. Peter-Leon Hagedoorn van de sectie biokatalyse weten. Hagedoorn was vanaf het begin bij het wolfraamonderzoek betrokken. Hij en zijn collega’s zijn nog lang niet uitgekeken op de enzymen.

“We hebben onlangs ontdekt dat we de enzymen kunnen gebruiken om carbonzuren, zoals azijnzuur en citroenzuur, om te zetten in aldehyden en alcoholen. Dit is interessant omdat deze groepen stoffen bruikbaar zijn als grondstoffen voor tal van chemische industrieën. Je hebt ze bijvoorbeeld nodig voor parfums; het zijn bekende geurstoffen.”

Slimme truc
De Delftenaren hebben een opmerkelijke truc uitgehaald. Onder natuurlijke omstandigheden stellen de wolfraamenzymen het micro-organisme juist in staat om aldehyden om te zetten in carbonzuren. Aldehyden zijn namelijk toxisch voor p. furiosus. Het zijn dus een soort detox-enzymen. Maar door ze onder hoge druk bloot te stellen aan waterstofgas wisten ze de reactie om te draaien.

Stonk het in het lab toen Bevers daar werkte naar rotte eieren door de zwavelverbindingen die ook talrijk zijn in het micro-organisme, nu hangt er een zweem van viooltjes, rozen en andere vluchtige aldehyde-aroma’s.