Berg een organometaalkatalysator op in een eiwit dat hem afschermt voor de buitenwereld, en je kunt hem met een enzym in één pot stoppen. Dat opent unieke mogelijkheden voor cascadereacties, schrijft de Delftse onderzoeker Frank Hollmann in Nature Chemistry.

Normaal gesproken werken zulke combinaties niet omdat metaalkatalysatoren en enzymen sterk de neiging hebben om elkaar te deactiveren. Dat beide gewoonlijk door totaal verschillendee onderzoeksgroepen worden bestudeerd, helpt ook niet.

Samen met Thomas Ward uit Basel en Nicholas Turner uit Manchester heeft Hollmann er nu iets op gevonden. Namelijk om de organometaalverbinding - in dit geval met iridium als metaal - weg te stoppen in een holte van het eiwit streptavidine. Om het goed te laten hechten voorzagen ze het iridiumcomplex van tevoren van een biotinegroep; bekend is immers dat streptavidine en biotine nauwelijks van elkaar zijn te krijgen.

Het resultaat is eigenlijk een synthetisch enzym, om precies te zijn een kunstmatig transferhydrogenase (ATHase). Het gebonden iridiumcomplex is prima bereikbaar voor kleine moleculen, en kan dus ook reacties van die moleculen katalyseren. Maar andere enzymen kunnen zelfs niet in de buurt van het iridium komen: ze zijn te groot, en het streptavidine zit in de weg.

Op deze manier kun je dus cascadereacties uitvoeren waarbij het iridiumcomplex en een natuurlijk enzym achtereenvolgens hun eigen kunstje doen zonder elkaar te hinderen. De onderzoekers hebben het al met succes geprobeerd met verschillende redox-enzymen.

Het grote voordeel zou moeten zitten in het feit dat je synthetische enzymen kunt maken met functionaliteiten die in de natuur niet bestaan. De onderzoekers denken het zelfs nog mooier te kunnen maken door het streptavidine een beetje te laten evolueren, zodat de vorm van het iridumhoudende gat wordt aangepast. Daarmee zou je dan weer de selectiviteit van het kunst-enzym voor bepaalde grondstoffen en reacties kunnen bijsturen.

bron: Nature Chemistry, C&EN