ENZYM VOORKOMT OVERDRACHT VAN KLEUR BIJ DE BONTE WAS

Een bekende wasfout: bij de tennissokken, de helderwitte blouse en de zomerse kaki-kleurige broek wordt, per ongeluk, een nog niet zo vaak gewassen felrood T-shirt gestopt. Resultaat: sokken, blouse en broek komen rose uit de wasmachine. Onderzoekers van het Deense bedrijf Novo Nordisk hebben een enzym gemaakt waarmee ze deze wasramp in de toekomst mogelijk kunnen voorkomen. Het enzym gaat de `overdracht van kleurstof' tijdens een wasbeurt tegen. Dat melden ze in het laatste nummer van Nature Biotechnology (april 1999).

Het enzym dat de Denen gebruiken is een peroxidase. Dit enzym vangt kleurstoffen die tijdens een wasbeurt vrijkomen weg en oxideert ze waardoor de ze niet meer aan kleding kunnen hechten. De tot nu toe geteste peroxidases werken over het algemeen slecht, omdat ze in de hete en alkalische wasomgeving binnen enkele minuten hun activiteit verliezen. Dat geldt ook voor het peroxidase waarmee de Denen hun experimenten begonnen. Het enzym is afkomstig uit de schimmel Coprinus cinereus en niet bestand tegen de extreme omstandigheden in de wasmachine. Daarom bewerkten de biotechnologen het enzym. Ze noemen dat `directed evolution', omdat ze het enzym snel laten evolueren in de door hen gewenste richting. Het enzym is opgebouwd uit een lange keten aminozuren. In het ene experiment vervingen de Denen op enkele van te voren gekozen plaatsen het ene aminozuur door een ander. Daardoor bleek het enzym beter bestand te worden tegen hoge temperaturen en een hoge pH. In een andere proef voerden de onderzoekers op het oorspronkelijke enzym een `random mutagenese' uit: ze vervingen willekeurig een aantal aminozuren en testten óf, en zo ja welke nieuwe enzymen beter bestand waren tegen hoge temperaturen en een hoge pH.

Vervolgens selecteerden de Denen uit deze beide tests elf enzymen. Dat wil zeggen, de genen voor deze enzymen. Ze gebruikten de genen van het oorspronkelijke peroxidase en van tien mutanten die varieerden in activiteit en stabiliteit. De genen werden in stukken geknipt en in allerlei mogelijke combinaties aan elkaar geplakt, een aanpak die DNA-shuffling wordt genoemd. Het leverde 10.000 varianten op. Daaronder bevonden zich een hoop nonsens-enzymen, maar het leverde ook een aantal enzymen op die actiever en stabieler waren dan welk tot dan toe getest peroxidase ook.

De biotechnologen selecteerden de verbeterde versies via een alternatieve wasmachine-test: ze testten de activiteit van de enzymen bij pH 7 en 10,5, de thermostabiliteit bij 30 en bij 40 °Celsius en de stabiliteit in een peroxide-oplossing (0,2 mM H2O2). Bij een pH van 10,5 waren sommige van de mutanten 50 tot 100 keer stabieler dan het oorspronkelijke peroxidase uit de schimmel. Ook de thermostabiliteit steeg met een factor 100. Hoewel de gemuteerde enzymen minder actief zijn dan het oorspronkelijke peroxidase, leveren ze volgens de Denen een beter resultaat. Het oorspronkelijke peroxidase wordt in normaal waswater binnen twee minuten vollediggeïnactiveerd. De mutanten zijn dan wel een stuk minder actief, maar hun activiteit houdt veel langer aan. En dat is veelbelovend voor toepassing in wasmiddelen. Of ze het onderzoek zullen doorzetten, zeggen de onderzoekers van Novo Nordisk niet.

(Marcel aan de Brugh)