Project

Ontwikkeling van een hoge doorvoermethode voor de functionele annotatie vna enzymen betrokken bij de afbraak van biomassa

Looptijd
01-09-2012 → 31-08-2016
Financiering
Institutionele werkingstoelagen
Onderzoeksdisciplines
  • Engineering and technology
    • Catalysis and reacting systems engineering
    • Chemical product design and formulation
    • General chemical and biochemical engineering
    • Process engineering
    • Separation and membrane technologies
    • Transport phenomena
    • Other (bio)chemical engineering
Trefwoorden
functionele annotatie enzymen
 
Projectomschrijving

Om de complexe hemicellulosematrix (vertakte structuur en uiteenlopende samenstelling) te kunnen hydrolyseren, zijn verschillende enzymen (hemicellulasen) met verschillende specificiteit nodig. Zowel bij de ontdekking en initiële screening van nieuwe enzymen betrokken bij de afbraak van lignocellulose als bij de karakterisering ervan wordt noodgedwongen gewerkt met een beperkt aantal substraten (chromogene substraten, een beperkt aantal commercieel beschikbare oligosacchariden of xylaan modelsubstraten) die weinig (of misleidende) informatie prijsgeven over de substraatspecificteit van de betrokken enzymen. Recent werd ook een aparte klasse van enzymen ontdekt die lignocellulose degradatie een boost geven. Alhoewel deze enzymen aanvankelijk geklasseerd werden onder de glycoside hydrolasen (GH familie 61), wijzen alle studies duidelijk op een O2- en metaal-afhankelijk oxidatief mechanisme in aanwezigheid van (voorlopig ongekende) moleculen in de lignocellulose matrix. Eén van de hinderpalen in het onderzoek naar GH familie 61 enzymen, is de detectie en quantificatie van de gevormde oligosaccharde producten (aldonzuren en aldose). Met dit project wensen we technologie te ontwikkelen die een hoge doorvoer screening toelaat van enzymen op representatieve, biomassa-afgeleide oligosacchariden. Dit zal toelaten om enerzijds van geïsoleerde enzymen correct de substraatspecificiteit en de kinetische parameters te bepalen en anderzijds nieuwe interessante enzymen betrokken bij de afbraak van lignocellulose biomassa te ontdekken. Hiertoe zal verder gebouwd worden aan een oligosaccharide bibliotheek, afgeleid uit lignocellulose biomassa. De suikers worden parallel geanalyseerd met DSA-FACE en HPAEC-PAD en leiden tot een 2D plot waar de spots duidelijk gescheiden zijn (Multiplexed Analytical Glycomics Technologie). Deze database zal dus bijdragen tot de identificatie van ongekende producten. Er wordt ook aangetoond dat de ontwikkelde 2D technologie een meerwaarde biedt bij de detectie/kwantificatie van de producten gevormd bij de oxidatieve afbraak van lignocellulose door GH familie 61 enzymen. Vervolgens wordt een case study met arabinofuranosidasen uitgewerkt met de DSA-FACE technologie: een volledige enzymkinetiek wordt uitgevoerd (conversiesnelheid op reële substraten) en er wordt aangetoond dat de technologie -door zijn hoge resolutie- uitermate geschikt is om de substraatspecificiteit te bepalen op biomassa-afgeleide arabinoxylanen. Als sluitstuk van dit project wordt alle expertise (de bibliotheek, de kinetiek) gebruikt om aan te tonen dat de technologie een functionele annotatie toelaat in high through-put formaat van een array aan hemicellulasen.