Om de interactie tussen een enzym en zijn substraat te simuleren heb je aan tien picoseconden genoeg. Dat houdt in dat je aan high-throughputsimulatie kunt doen terwijl dat met de huidige computers onmogelijk leek, blijkt uit een Groningse publicatie in Angewandte Chemie.

Tot nu toe was het gebruikelijk om de eerste 22 nanoseconden van die interactie te simuleren, wat betekent dat je maar een beperkt aantal varianten van een enzym kunt simuleren - anders kost het veel te veel computertijd.

RUG-onderzoekers Hein Wijma en Robert Floor zijn er zelf verbaasd over. “Die simulatie van maar 10 picoseconden was bedoeld als negatieve controle, ik verwachtte daar helemaal geen resultaat van”, vertelt Wijma achteraf.

In de Angewandte-publicatie beschrijft hij hoe hij deze techniek heeft toegepast op een epoxidehydrolase-enzym, dat epoxides omzet in diolen. Doel was een variant te vinden die dit stereospecifiek doet zodat je óf (R,R) óf (S,S)-diolen krijgt, wat voor de biotechnologie uiterst nuttig zou zijn.

Hij screende zo’n drieduizend ‘mutanten’ met telkens een iets andere aminozuurvolgorde, inde hoop het epoxide in een voorkeursstand te binden of de verkeerde stand fysiek in de weg te zitten. “Dat kostte anderhalve week rekentijd op honderd computerkernen van het universitaire computercluster. Als we voor al die mutanten een volledige simulatie van 22 nanoseconden hadden willen doen, zou dat bijna drie jaar hebben gekost.”

Er rolden 37 varianten uit die veelbelovend genoeg waren om daadwerkelijk te synthetiseren en uit te testen. Als hij ze alle drieduizend in het lab had moeten proberen was hij naar eigen zeggen óók een jaar bezig geweest, en daar was evenveel nuttigs uit gekomen.

bron: RUG