Nobelprijs scheikunde voor verbetering van enzymen en eiwitten

De Nobelprijs gaat voor de helft naar de Amerikaanse Frances Arnold, de vijfde vrouw die deze eer te beurt valt. Ze krijgt de prijs voor de evolutionaire ontwikkeling van enzymen. Ze gebruikte begin jaren negentig willekeurige mutaties in een eiwit-producerend gen om verschillende versies van een bepaald enzym te produceren. De effectiviteit van het enzym bepaalde ze door een groot aantal variaties te testen, en de meest efficiënte enzymen op de zelfde manier verder te ontwikkelen.

Er zijn voorbeelden van enzymen uit de derde generatie die 256 keer beter zijn dan de oorspronkelijke variant. De ‘superenzymen’ die Arnold zo ontwikkelde worden gebruikt om reacties te versnellen, afvalproducten te verminderen of zware metalen voor katalyse te vermijden. Arnold richt nu haar pijlen op de productie van biobrandstoffen en duurzame kunststoffen.

Professor Isabel Arends, tegenwoordig decaan Bètawetenschappen aan de Universiteit Utrecht, haalde Frances Arnold vorig jaar naar Delft voor de Van ’t Hoff lezing. Ze had Arnold hiervoor benaderd op een congres samen met prof. Andrzej Stankiewicz (faculteit Technische Natuurwetenschappen). “Frances werkt op Caltech, dat is ook een engineering universiteit. Ze kijkt als een ingenieur naar biologische systemen. Ik vond dat goed bij de TU passen”, legt Arends uit.

Had ze toen bedacht dat de gestuurde evolutie van eiwitten Nobelprijswaardig zou zijn? Jawel, zegt ze. “Maar ik zit niet in de commissie.” Voor dit jaar waren de Li-ion batterij en Crispr-Cas de meest genoemde kandidaten op fora van onderzoekers. “Het blijft altijd een complete verrassing”, besluit Arends.

Frances Arnold, Gregory Winter en George Smith (vlnr). (Nobel Media AB 2018)

De Brit Gregory Winter en de Amerikaan George Smith delen de andere helft van de prijs. Smith ontwikkelde een techniek, het zogeheten ‘fagendisplay’, die kan worden gebruikt om nieuwe enzymen te ontwikkelen. Winter gebruikte die methode vervolgens om antistoffen te ontwikkelen waarmee auto-immuunziekten en kanker kunnen worden bestreden.

HOP, Steffi Weber/ Delta, Jos Wassink