In een hersentumor is een mutatie aangetroffen die de productie van ‘groene’ nylon uit suikers een stuk dichterbij brengt. Een schoolvoorbeeld van serendipiteit en ‘out of the box’-denken, juichen onderzoekers van Duke University.

Van nature verandert de mutatie de functie van een isocitraatdehydrogenase-enzym, afgekort IDH. Dat enzym hoort (2R,3S)-isocitraat om te zetten in 2-oxoglutaraat. De gemuteerde variant, die eerder door Duke-onderzoekers werd aangetroffen in glioblastomen en andere hersentumoren, zet in plaats daarvan 2-oxoglutaraat om in 2-hydroxyglutaraat.

Zachary Reitman, Hai Yan en collega’s hebben zich nu gerealiseerd dat in sommige eencelligen homoisocitraatdehydrogenase (HIDH) voorkomt, een variant op IDH die geen (2R,3S)-isocitraat omzet maar (2R,3S)-homoisocitraat. Dat is vrijwel hetzelfde molecuul, verlengd met één koolstofatoom extra. Het product is 2-oxoadipaat, een op dezelfde manier verlengde versie van 2-oxoglutaraat.

Als je HIDH op dezelfde manier muteert als IDH, dan zou het dus 2-oxoadipaat moeten omzetten in (R)-2-hydroxyadipaat. En laat dat nu de enige stap zijn die nog nodig was om fermentatieve productie van adipinezuur (hexaandizuur, HOOC(CH₂)₄COOH) theoretisch mogelijk te maken.

Dat adipinezuur is een belangrijke industriële grondstof. Samen met hexamethyleendiamine vormt het polyamide 6,6, een van de meest toegepaste soorten nylon. Nu wordt het nog uit aardolie gemaakt, maar de industrie zou er maar wat graag biomassa voor gaan gebruiken. En alle overige enzymen die je daar in theorie voor nodig hebt, zijn al eerder in de literatuur beschreven.

De Duke-onderzoekers hebben inmiddels wat proefjes gedaan met gemuteerd HIDH en het idee bleek nog te werken ook, zo melden ze in Nature Chemical Biology.

De volgende stap is om een eencellige daadwerkelijk zo ver te krijgen dat hij adipinezuur gaat produceren uit suikers. Daartoe zou dus de genetische code voor gemuteerd HIDH moeten worden ingebouwd, plus de al langer bekende codes voor de enzymen die de overige stappen van adipinezuursynthese katalyseren. Wordt nog een hoop werk, maar lijkt op voorhand zeker niet onmogelijk.

bron: Duke University Medical Center