Rational Design and Functionalization of an Artificial Scaffold Protein for Synthetic Biochemistry

Promovendus/a: Staf Wouters

Promotor(en): Prof. dr. Arnout Voet, Prof. dr. Johan Robben

Eiwitten zijn als kleine bouwstenen in ons lichaam, gemaakt van nog kleinere molecules die we aminozuren noemen. We vinden deze eiwitten in het voedsel dat we eten. Als we het eten verteren, worden ze uit elkaar gehaald zodat we de aminozuren opnieuw kunnen gebruiken om onze eigen eiwitten te bouwen.

Eiwitten voeren belangrijke taken uit die ons in leven houden, zoals het transporteren van zuurstof, verwerken van voedingsstoffen en het bestrijden van ziekten. Wetenschappers hebben ook manieren ontdekt om eiwitten voor andere dingen te gebruiken, zoals het maken van medicijnen (farmaceutica), het verwijderen van vlekken (wasmiddelen) en het hydrateren van onze huid (sommige huidverzorgingsproducten).

In ons laboratorium gebruiken we computers om gloednieuwe eiwitten te creëren die niet in de natuur voorkomen. Deze kunstmatige eiwitten kunnen helpen bij het detecteren of behandelen van nieuwe ziekten. Het ontwerpen van eiwitten is echter extreem moeilijk, en het is bijna onmogelijk om direct een eiwit te maken dat meteen werkt zoals bedoeld.

Daarom beginnen we met eenvoudige bouwstenen, die later kunnen worden aangepast en veranderd om verschillende functies te hebben voor verschillende toepassingen. We zorgen er ook voor dat deze bouwstenen symmetrisch zijn. De symmetrie helpt om ze sterk te maken, zodat ze gemakkelijk kunnen worden geproduceerd en een goede houdbaarheid hebben, maar het helpt ook als we kleine lagen moeten bouwen (voor sensoren) of nanodeeltjes (voor sommige medicijnen).

Mijn proefschrift beschrijft twee manieren om sterke symmetrische eiwitbouwstenen te ontwerpen, en laat ook zien dat ze inderdaad lagen en nanodeeltjes kunnen maken. Toekomstig onderzoek zal veel varianten van deze eiwitten maken, die zullen worden gebruikt om ziekten bij mensen en dieren te bestrijden, of om gewassen en voedsel te beschermen tegen ongewenste bacteriën en schimmels.