Enzymen gaan sleutelrol spelen bij ontwikkeling duurzame samenleving

Ze zorgen bijvoorbeeld voor onze spijsvertering en bepalen vaak het verschil tussen ziek of gezond. Prof.dr. Willem van Berkel gaat een stap verder. Hij verwacht dat enzymen een sleutelrol gaan spelen bij de ontwikkeling van een duurzame samenleving. Dat zegt hij op 28 april in zijn inaugurele rede bij de aanvaarding van het ambt van persoonlijk hoogleraar Moleculaire enzymologie aan Wageningen University, onderdeel van Wageningen UR.

Op basis van genen is te voorspellen dat er naar schatting zo’n 25.000 enzymen zijn. Daarvan zijn er nog geen 5.000 gekarakteriseerd. Een groot aantal kennen we dus nog niet. Van die paar duizend wordt maar 1-2% gebruikt voor commerciële toepassingen en slechts een handjevol wordt op grote schaal gebruikt.

Enzymen van de toekomst

Een bekende enzymgroep zijn de hydrolases die als schoonmakers fungeren in wasmiddelen. Andere bekende en veelvoorkomende enzymen zijn zgn. oxidatieve enzymen. Deze kunnen veel soorten chemie bedrijven en de verwachting is dat dit de enzymen van de toekomst zijn. De luchtigheid van brood kan bijvoorbeeld worden veranderd door bepaalde oxidatieve enzymen aan het deeg toe te voegen; of dergelijke enzymen bepalen de bitterheid van chocolade.

Bepaalde oxidatieve enzymen zijn verantwoordelijk voor de ongewenste bruinkleuring van groente‐ en fruitproducten, sappen en wijn. Van Berkel: “Sulfiet is het bekende toegevoegde stofje dat ervoor moet zorgen dat deze verouderingsprocessen worden tegengegaan. Maar dit chemisch middeltje zorgt ook voor koppijn en andere gezondheidsproblemen. De uitdaging is dus om nieuwe ‘gezonde’ enzymremmers te vinden die de oxidatiereacties in voedingsmiddelen voorkomen. In een Europees samenwerkingsproject kijken we hierbij naar appel‐ en aardappelproducten die voor de consument een verse uitstraling moeten hebben”.

Ook op medisch vlak leveren de oxidatieve enzymen een belangrijke bijdrage. Een van de toepassingen is van belang voor diabetespatiënten. Aan de hand van een plastic strip waarin twee verschillende oxidatieve enzymen zitten, kan worden afgelezen of de suikerspiegel goed is.

Duurzame maatschappij

Prof. Van Berkel beziet enzymen vanuit het perspectief van het enzymmolecuul om de werking ervan te doorgronden. ‘Dit is een fundamentele aanpak vanuit de basis en niet vanuit het eindresultaat”. Van Berkels onderzoek legt een basis voor een duurzame samenleving. “Planten produceren enorm interessante verbindingen,” zegt de nieuwe hoogleraar, “maar vaak in kleine hoeveelheden. Bovendien zijn deze verbindingen moeilijk te isoleren. Door de biochemische reacties na te bootsen kunnen we de zeldzame bestanddelen in grotere hoeveelheden produceren, zodat we daarmee kunnen gaan testen om te weten te komen: wat werkt wel, wat niet?” De zo gegenereerde kennis kan op termijn toepassingen vinden in de industrie.

Prof.dr. Willem van Berkel is verbonden aan het Laboratorium voor Biochemie van Wageningen University. Zijn inaugurele rede is getiteld ‘Met enzymen’.