DeoxyBioCat: Artificiële Biokatalytische Cascades als basis voor de Synthetische biologie van Deoxysuikers

Deoxysuikers zijn koolhydraten die minstens één hydroxygroep
missen. Het zijn belangrijke bouwstenen en determinanten van
functionele oligosacchariden, glycoconjugaten en glycosiden (bvb.
antibiotica), waarin ze vaak de biologische activiteit beïnvloeden.
Deoxygenatie gebeurt doorgaans op niveau van nucleotidesuikers,
en wordt gekatalyseerd door 4,6-dehydratasen behorend tot de
korte-keten dehydrogenasen/reductasen (SDR). Slechts enkele
biosynthese routes voor deoxysuikers komen voor in de natuur en
die worden afgelijnd door de strikte substraatspecificiteit van de
betrokken enzymen. De engineering van natuurlijke SDR zou aldus
aanleiding kunnen geven tot nieuwe syntheseroutes, maar dit blijft
een significante uitdaging vanwege de zeer subtiele structuur-functie
relaties. Met dit project willen we meer flexibiliteit creëren in
syntheseroutes door nieuwe SDR (dehydratase, epimerase,
reductase) te ontwikkelen met programmeerbare reactiviteit en
specificiteit. Een uitgebreidere fundamentele kennis zou ons toelaten
om gericht SDR aan te passen naar 1) een andere/bredere
substraatspecificiteit of 2) een andere reactiviteit in een enzym
werkzaam op het gewenste substraat, via een combinatie van
gerichte mutagenese en gedetailleerde
biochemische/mechanistische analyse. Als eerste praktisch doel
wordt de synthese van UDP-L-fucose vanuit sucrose vooropgesteld,
gebaseerd op nieuwe SDR-varianten.