Davey Loos wint DSM Award met visualisering van enzymactiviteit.
“Telkens als een fluorescent molecule wordt aangemaakt, zie je een lichtflits. En omdat je kijkt naar één katalytische site weet je dat elke lichtflits te wijten is aan één omzetting door één enzymmolecule. Dat levert zeer gedetailleerde katalytische informatie op.”
Aan het woord is Davey Loos. In het kader van zijn promotieonderzoek aan de KU Leuven, onder supervisie van prof. Johan Hofkens en prof. Frans De Schryver, ontwikkelde hij een methode om de activiteit van individuele moleculen te volgen met behulp van confocale microscopie. Onlangs leverde het hem de eerste prijs op in de DSM Awards for Chemistry and Technology 2005, die dit jaar voor de twintigste keer werden uitgereikt door het Nederlandse chemieconcern DSM. Volgens de internationale jury ‘opent zijn werk de weg naar nieuw onderzoek, waarmee fundamentele vragen over de activiteit van enzymen kunnen worden beantwoord’.
Confocale microscopie is een optische techniek waarbij één klein gebiedje van een preparaat wordt belicht, meestal met een laser. Fluorescente moleculen zie je daarbij oplichten. Strooilicht uit de omgeving, dat het beeld zou kunnen verstoren, wordt automatisch weggefilterd. De techniek is vijftig jaar geleden al bedacht door de Amerikaan Marvin Minsky, die later roem zou vergaren op het terrein van de kunstmatige intelligentie. “In de biologie is confocale microscopie onder meer gebruikt om naar cellen te kijken. De laatste tien, vijftien jaar is het ook mogelijk om microscopen te bouwen die krachtig genoeg zijn om individuele moleculen te detecteren”, vertelt Loos.
Om de activiteit van enzymen in beeld te brengen ging hij uit van oplossingen met een bijzonder lage concentratie. “Laten we zeggen nanomolair. Dan liggen de moleculen ver uit elkaar. Door de laser beam te verplaatsen kun je ze één voor één belichten.” Als enzym koos hij een lipase, dat zelf niet fluorescent is en dus onder de microscoop onzichtbaar blijft. Dit lipase katalyseert een omzetting, waarbij een fluorescent molecuul wordt gevormd. En dat vertaalt zich dus in een lichtflits.
Dynamisch
Het levert geheel nieuwe informatie op. “Vroeger kwam je aan kinetische informatie door te kijken naar veel moleculen tegelijk”, vertelt Loos. “Dat is dus gemiddelde informatie. Als je kijkt naar één molecuul kun je veel meer in detail gaan.”
Het levert verrassende resultaten op. “Je denkt dat een enzym een reactie katalyseert met een min of meer constante snelheid. Bij dit lipasemolecule blijkt die snelheid echter zeer te fluctueren. Het kan een tijdlang niets doen en dan ineens zeer actief zijn.” Het ligt waarschijnlijk aan de driedimensionale structuur van het eiwit. “Een opgevouwen aminozuurketen is niet statisch. Het is een heel dynamische structuur. Kleine thermische fluctuaties, bijvoorbeeld door schommelingen in de omgevingstemperatuur, veroorzaken bewegingen die een groot effect hebben op de snelheid waarmee een reactie wordt gekatalyseerd.”
Inmiddels is Davey Loos een andere richting ingeslagen. Sinds kort werkt hij via Health Care Projects bij Janssen Pharmaceutica in het Belgische Beerse. Voor het bedrag van 7.500 euro dat aan de DSM Award verbonden is, heeft hij reeds een goede bestemming in gedachten. “Ik ben een huis aan het bouwen. Het had nog best wat meer mogen zijn.”
Voor een uitleg van confocale microscopie:
www.physics.emory.edu/~weeks/confocal
***Kader***
Davey Loos (tweede van links) werd uitgeroepen tot creatiefste en meest grensverleggende jonge wetenschapper die recent promoveerde bij een onderzoeksinstituut in België, Nederland of de Duitse deelstaat Nordrhein-Westfalen. Een internationale jury koos hem uit de negen kandidaten die door de regionale Belgische, Nederlandse en Duitse jury’s waren genomineerd voor de DSM-Awards. De tweede en de derde prijs gingen dit jaar overigens naar Nederlanders.Tweede werd de Delftse Jessica Kroeze (l), derde werd de Utrechtse Dirk Aarts (r). Tweede van rechts: Jan Zuidam, raad van bestuur DSM.
Nog geen opmerkingen