Waar wij trots op zijn - Ontdekker van het jaar - Universiteit Leiden

More documents

Recommendations

Info

Marthe Walvoort 28 kwestie van twee suikers bij elkaar gooien en hopen dat ze goed koppelen.” De nieuwe, geautomatiseerde methode maakt de synthese nu een stuk efficiënter. “We gebruiken een omgebouwde eiwitsynthesizer”, vertelt ze. “Dat is de charme van ons apparaat: het is echt een prototype met allerlei slangen eraan.” De kern van de techniek is dat de chemici in de vloeistof in het reactievat een zogeheten vaste drager plaatsen. In dit geval is dat een bolletje van polystyreen, dat is bedekt met aanhechtingsplaatsen voor suikers. Tijdens een aantal reactierondes worden daar één voor één nieuwe bouwstenen aan vastgekoppeld. Na elke ronde spoelt de overgebleven vloeistof met losse bouwstenen weg, terwijl het bolletje – bedekt met steeds langer wordende suikerketens – achterblijft in het reactievat. Dat hele proces verloopt geautomatiseerd en is heel nauwkeurig te sturen. “De temperatuur is tijdens de reacties cruciaal”, zegt Walvoort. “Bij kamertemperatuur blijven de bouwstenen namelijk niet lang genoeg reactief. Je wilt de koppeling dus laten plaatsvinden bij -40 °C. Maar een andere stap in het proces moet juist plaatsvinden bij +40 °C. Dat snelle switchen, daar moet het apparaat wel tegen bestand zijn. En het hele proces moet ook nog eens plaatsvinden zonder dat er lucht bij komt.” Maar, benadrukt Walvoort, het vernieuwende van haar onderzoek zit hem niet in het ontwikkelen van het apparaat. Het gaat om wat zij en haar collega’s er vervolgens mee deden. “Wij zijn de eersten die deze techniek optimaal hebben gebruikt”, vertelt ze. “We zijn er bijvoorbeeld in geslaagd om suikers te maken van wel vijftien bouwstenen lang – en we hadden zelfs nog wel even kunnen doorgaan. Dat was niet snel gelukt met conventionele suikersynthese, want daarbij is de efficiëntie van de reacties nooit hoog genoeg. Met zo’n bolletje kun je reacties laten plaatsvinden bij veel hogere concentraties.” Bovendien liet Walvoort zien dat deze methode bij uitstek geschikt is om een specifieke, extreem lastige binding tussen twee suikers te maken. Die binding, tussen twee mannosemoleculen, zorgt ervoor dat de suikers allemaal in hetzelfde ruimtelijke vlak liggen, in plaats van dat er een bocht in de keten zit. Dergelijke complexe mannoseketens vind je onder meer in de celwand van een beruchte ziekteverwekkende bacterie, maar in het lab zijn ze heel lastig te maken. Walvoort was de eerste die erin slaagde die binding automatisch te maken, en dan nog wel twaalf keer in één mannoseketen. “Nu we weten hoe je die binding automatisch en efficiënt kunt maken”, zegt Walvoort, “kunnen onderzoekers specifiek gaan kijken naar de effecten van die bacteriële suikerketen op het immuunsysteem. En vervolgens wellicht een manier bedenken om daarop in te grijpen.” De methode is nu geautomatiseerd, maar de voorbereiding ervan blijft een kwestie van handwerk, benadrukt Walvoort. “Eerst moet je nadenken over welke bouwstenen je nodig hebt”, somt ze op. “Welke zijgroepen zijn handig? Die bouwstenen maak je met de hand. Je moet precies op de goede plek de juiste groepen eraan hangen, en dat doe je door de juiste stoffen onder de juiste omstandigheden bij elkaar te brengen. Bij elke reactiestap moet je controleren of je de gewenste bouwstenen in handen hebt.” Maar wat is dan de meerwaarde van de automatische synthesizer, als het voorwerk zo intensief blijft? “Dat we nu langere en moeilijkere suikers kunnen maken”, antwoordt Walvoort. “En daarmee komen allerlei nieuwe toepassingen in zicht. Dat is wat ik zo mooi vind aan dit werk. Iets creëren uit het niets – het is gewoon verslavend.” Nienke Beitema
29 English summary As opposed to the synthesis of DNA and proteins, the production of natural carbohydrates remains a daunting task for chemists. Owing to the large variety of saccharides – especially those found in bacteria and fungi – their syntheses are far from straightforward. Marthe Walvoort devoted herself to the construction of bacterial sugar chains, which can be used in the development of vaccines, and managed to synthesize some of the longest complex oligosaccharides known to date. Using cleverly designed sugar building blocks and a modified peptide synthesizer, she created carbohydrates of up to fifteen building blocks long. This successful campaign opens up the way to automated carbohydrate synthesis. De complexe suikerketens die voorkomen op de celwand van bacteriën zijn voor chemici een grote uitdaging om te maken in het lab. Walvoort is er nu ingeslaagd om met behulp van een geoptimaliseerde mannosebouwsteen (linksboven), een polystyreen bolletje (rechtsboven) en een prototype synthesizer (foto links) de langste suikerketen te maken zoals die voorkomt op de bacterie Pseudomonas aeruginosa (foto rechts).
Page 1 and 2: Waar wij trots op zijn de ontdekkin
Page 3 and 4: Inhoud De Faculteit der Wiskunde en
Page 5 and 6: C.J. Kok prijzen en de facultaire o
Page 7 and 8: • Simon Portegies Zwart (Sterrewa
Page 9 and 10: C.J. Kok publieksprijs Genomineerde
Page 11 and 12: Matteo Brogi Sterrewacht Leiden De
Page 13 and 14: Bron: ESO/Digitized Sky Survey 2 De
Page 15 and 16: Sense Jan van der Molen Leids Insti
Page 17 and 18: Versimpelde weergave van kwantumint
Page 19 and 20: Markus Heydenreich Mathematisch Ins
Page 21 and 22: Het tweedimensionale rooster waarin
Page 23 and 24: Arno Knobbe Leiden Institute of Adv
Page 25 and 26: English summary Whether it concerns
Page 27: Marthe Walvoort Leids Instituut voo
Page 31 and 32: Elke Krekels Leiden ACADEMIC Center
Page 33 and 34: Morfine concentraties in het bloed
Page 35 and 36: Ewa Snaar-Jagalska Instituut Biolog
Page 37 and 38: Dit microscopische beeld van een ze
Page 39 and 40: Stefano Cucurachi Centrum voor Mili
Page 41 and 42: English summary Human activities ha
Page 43 and 44: Vincent Merckx Nationaal Herbarium
Page 45: Mycoheterotrofe planten stelen suik
Page 48 and 49: Proefschrift van het jaar 2011 & de
Page 50 and 51: Suggesties voor onder de kerstboom
Page 52: Faculteit der Wiskunde & Natuurwete

Waar wij trots op zijn - Ontdekker van het jaar - Universiteit Leiden

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?