Nijmeegs nanoreactorbolletje imiteert levende cel

Nijmeegse onderzoekers hebben gedemonstreerd hoe je in één systeem drie verschillende enzymen hun werk kunt laten doen zonder dat ze elkaar bijten, terwijl ze wel elkaars producten gebruiken.Het vormt een fraaie synthetische imitatie van de manier waarop vervolgreacties verlopen in levende cellen, zo laten Alan Rowan en Jan van Hest zien in een publicatie op de website van Angewandte Chemie.

De onderzoekers maakten kunststof nanobolletjes uit zogeheten polymersomen. Dat zijn blokcopolymeren met een hydrofiele kop en een hydrofobe staart, net als de liposomen waar een echte celwand uit bestaat. Je kunt ze zo ontwerpen dat de bolletjes poreus worden voor kleine moleculen, net als een celmembraan.

De ‘nanoreactoren’ werden gevuld met water dat het enzym glucose-oxidase bevatte. In de wand werd het enzym mierikswortelperoxidase ingebouwd. De oplossing waar de bolletjes in zweefden, bevatte het enzym lipase B en twee voedingsstoffen: glucosemoleculen met vier extra acetylgroepen, en ABTS oftewel 2,2’-azinobis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonzuur).

Resultaat: lipase B splitst de acetylgroepen af. De resterende glucose is klein genoeg om door het kunststof membraan te dringen. Binnenin de bolletjes wordt het afgebroken door glucose-oxidase. Daarbij ontstaat waterstofperoxide dat door mierikswortelperoxidase wodt gebruikt om ABTS om te zetten in een positief geladen radicaal. De vorming daarvan is een bewijs dat de hele keten functioneert.

De praktische waarde van deze omzetting is gering, maar met andere combinaties van enzymen en substraten moet het ook lukken.

De onderzoekers hebben ook geprobeerd om de drie enzymen bij elkaar in een oplossing te doen, zonder nanobolletjes. Dan verliep de reactie nauwelijks.

bron: Wiley Interscience