Streptomyces onwaarschijnlijk goed in chemie

Het enzym hydroxyethylfosfonaat dioxygenase (HEPD) is in staat om in één stap een inactieve koolstof-koolstofbinding door te knippen. Voor zover bekend is dat een uniek kunstje, zo melden Wilfred van der Donk en William Metcalf (University of Illinois) deze week in Nature.

De knip zet 2-hydroxyethylfosfonaat (HEP) om in hydroxymethylfosfonaat. Van der Donk (die overigens ooit in Leiden chemie studeerde en daarna naar de VS vertrok) noemt het verbreken van de C(sp³)–C(sp³)-binding een ‘very implausible chemical reaction’.

De onderzoekers beschreven het enzym twee jaar geleden voor het eerst in Nature Chemical Biology. Inmiddels zijn ze er in geslaagd om via röntgenkristallografie de 3D-structuur te achterhalen, en hebben ze een idee van de manier waarop het enzym werkt.

HEPD maakt deel uit van een chemische route die fosfinothricine (PT) oftewel glufosinaat-ammonium oplevert. Streptomyces-bacteriën maken deze gifstof van nature aan om zich te verdedigen, maar PT is ook de werkzame stof in de door Bayer geproduceerde herbiciden Basta en Liberty. De bacteriën zijn er zelf resistent tegen, en het gen dat daarvoor zorgt wordt door Bayer ook in landbouwgewassen gezet teneinde ze Liberty-bestand te maken.

Volgens Van der Donk zijn fosfonaten en fosfinaten interessante kandidaten voor de ontwikkeling van antibiotica. Inzicht in de manier waarop ze in de natuur worden aangemaakt kan bovendien nuttig zijn wanneer je een nieuw geneesmiddel ontwikkelt, en wilt weten hoe gemakkelijk bacteriën daar eventueel resistentie tegen kunnen opbouwen.

bron: University of Illinois at Urbana-Champaign