Terpenoid cell factory

Terpenen vormen de grootste, meest gevarieerde groep van natuurproducten met talrijke toepassingen als voedingssupplement of geneesmiddel. In de natuur worden de meeste terpenen in lage concentraties aangemaakt, hetgeen betekent dat hun zuivering gepaard gaat met dure extracties en met de consumptie van grote hoeveelheden natuurlijke hulpbronnen. Het uitsterven van de natuurlijke bron is soms een reële bedreiging als de hoeveelheid te isoleren verbindingen de marktvraag kan niet dekken, zoals voor het antikankermiddel paclitaxel en het antimalariamiddel artemisinine. Chemische synthese van de meeste terpenen is problematisch en duur als gevolg van de complexiteit van hun structuren. Er is dus een dringende behoefte aan alternatieve methoden voor terpeen productie. Een van de veelbelovende nieuwe methoden is de engineering van micro-organismen ten behoeve van de productie van terpenen. De tweeledige doelstelling van het proefschrift van Ingy Abdallah is het onderzoeken van de grampositieve bacterie Bacillus subtilis als platform voor de productie van terpeen én de verbetering van de biosynthetische routes van terpenen inclusief kern enzymen zoals terpeen synthases. Als resultaat van dit onderzoek is nu een nieuwe B. subtilis stam beschikbaar gekomen, waarin de terpeen biosynthese route succesvol hoog tot expressie is gebracht. Deze “Cell Factory” is gebruikt voor de productie van C30 carotenoïden en de diterpeen voorloper van paclitaxel, taxadiene. Deze nieuwe gastheer kan dienen als een universele cel-fabriek voor de productie van waardevolle terpenen. Het onderzoek in dit proefschrift is verder verdiept met een analyse van de enzym-familie van terpeen synthases. Dit heeft geleid tot een veel beter begrip van de structuur-functie relaties van amorphadiene synthase, een sleutelenzym in de productie van artemisinine, en, niet onbelangrijk, tot de verbetering van de katalytische activiteit