Deze hoogleraar denkt groots met kleine enzymen

Oxidaties

Een van de enzymen waarmee Hollmann zijn droom waar probeert te maken is een peroxygenase. Dit enzym is heel goed in zogenoemde oxidaties. Hollmann legt uit: “Een van de meest gebruikte reacties in de scheikunde is oxidatie: het toevoegen van een zuurstofatoom aan je molecuul. Het is alleen heel lastig om de plek van dit zuurstofatoom selectief te bepalen, meestal moet je een soort omweg nemen om de zuurstof op de door jouw gewenste plek te krijgen. Dit enzym maakt die reactie een stuk makkelijker.”

De hoogleraar kwam peroxygenase toevallig tegen op een congres waar hij van zijn toenmalige baas heen moest: “In de natuur vinden we dit enzym in schimmels die op hout groeien en daar lignine, een van de bestanddelen van hout, afbreken. Maar ik zag meteen de potentie voor de chemie, omdat die oxidatiereacties een rol spelen bij een hele hoop processen in de industrie, zoals het maken van grondstoffen voor plastics.”

Met het natuurlijke enzym wist Hollmann al enkele simpele reacties uit te voeren, maar naar eigen zeggen zat daar niks interessants tussen. “We moesten het enzym even leren kennen, maar de producten die we hebben gemaakt zijn totaal niet nuttig. Dat zijn moleculen die totaal niet bruikbaar zijn als grondstoffen voor bijvoorbeeld de chemische industrie.”

Meerdere versies

De onderzoekers werken ook aan nieuwe versies van het enzym. Met genetische manipulatie probeert Hollmann het holletje aan te passen: “Als het molecuul net anders in het holletje past, reageert het dus op een net iets andere plek. Als we veel varianten van het enzym weten te maken, kun je op den duur simpelweg het enzym gebruiken dat bij jouw gewenste product past.” Hollmann heeft al wel een paar interessante producten op het oog: “We willen met het enzym graag cyclohexaan omzetten in cyclohexanone, een bouwsteen van nylon. Deze stof maken we nu ook met een oxidatie, maar bij die reactie ontstaan verschillende producten die je vervolgens weer moet zuiveren.”

Maar zo ver is het nog niet, eerst moeten ze het enzym precies in kaart brengen en proberen te manipuleren. “Zodra we het goede enzym te pakken hebben, verwacht ik niet veel problemen meer”, zegt Hollmann. “Opschalen is relatief makkelijk, je hebt alleen meer enzymen nodig.” Om dit proces te testen wordt er momenteel een 200 milliliter-reactor in het lab geïnstalleerd. “Normale biokatalyse doe je op 1 millimeter-schaal, dus dit is een mooie stap vooruit.” Ook werkt Hollmann samen met onderzoeker John Woodly uit Denemarken, die nog grotere reactoren heeft staan: “Een paar van mijn studenten gaan binnenkort die kant op met wat van onze enzymen, en die gaan proberen een paar kilo van verschillende producten te maken.”

Overtuigen

Hollmann is ervan overtuigd dat enzymen een verschil kunnen gaan maken, en steeds meer vakgenoten lijken zijn visie te delen. Maar de grootste uitdaging ligt nog in het overtuigen van de chemische industrie: “Op zich doen we niks nieuws; er bestaan al processen die gebruik maken van enzymen – voornamelijk in de farmaceutische industrie. Toch blijven bedrijven terughoudend met het investeren in dit soort onderzoek.”

Er zit niks anders op dan blijven volhouden. En dit doorzettingsvermogen heeft inmiddels ook al geleid tot een eerste toepassing op kleine schaal. “We hopen nog dit jaar een kleine start-up te beginnen die met enzymen moleculen maakt voor de cosmetische industrie. Je kunt met een combinatie van de peroxygenases en andere enzymen namelijk vetzuren maken die bijvoorbeeld crèmes smeerbaar maken. Met een beetje geluk en de juiste partners kunnen we binnen vijf jaar ook een bedrijfje oprichten met de peroxygenases.” Toch is het opstarten van bedrijven niet Hollmanns eerste doel: “Ik ben van het bedrijfsleven naar de academische wereld gegaan omdat ik ervan hou om gewoon een beetje te spelen met mijn onderzoek. Niet alles hoeft nuttig te zijn. Maar als ik potentieel zie om echt een verschil te maken, dan ga ik er ook voor.”