Publiekssamenvattingen 2009-2010
FOCUSGEBIED CHEMIE IN RELATIE MET BIOLOGISCHE/MEDISCHE WETENSCHAPPEN
TOP-subsidies
Prof. dr. B. Berkhout en dr. A.T. Das (UvA) - Schakelaars in het HIV-1 RNA genoom
HIV-1 is een virus met een RNA molecuul als genetisch materiaal. Dit RNA reguleert meerdere stappen van de levenscyclus van het virus. Daartoe bevat dit RNA schakelaars, die wij op moleculair niveau bestuderen. Een beter begrip van het virus is noodzakelijk om nieuwe antivirale therapieën te ontwikkelen.
Prof. dr. J.L. Bos (UMCU) - De functie en de regulatie in tijd en plaats van het cAMP eiwit Epac
Regulatie in tijd en plaats van signaleringsnetwerken in de cel is een van de meest fundamentele processen in de biologie. Dit proces zal in detail bestudeerd worden voor het Epac1 eiwit, een sleuteleiwit in het cAMP signaleringsnetwerk dat onder meer celhechting en celmigratie reguleert.
Prof. dr. ir. R.V.A. Orru (VU) - Complexe moleculen in één klap!
Het bestuderen van kleine organische moleculen die ingrijpen op grote biologische moleculen geeft fundamenteel inzicht in hoe biologische processen werken, bij gezonde en zieke mensen. Hiervoor zijn structureel diverse kleine organische moleculen van voldoende complexiteit nodig. We gebruiken een rationele multicomponent benadering om deze kleine complexe moleculen in één klap te maken.
ECHO-projectsubsidies
Dr. W. Bitter (VUMC) - Mechanisme van gastheerherkenning bij de pathogeen Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa veroorzaakt ziekte bij mensen met een verminderde weerstand. Deze bacterie leeft echter ook in de omgeving, wat betekent dat hij zijn virulentiefactoren en afweermechanismen niet altijd nodig heeft. In dit onderzoek ontrafelen we een regulatiemechanisme waarmee deze bacterie de gastheer kan waarnemen en vervolgens virulentiefactoren produceren.
Dr. J.C.M. Holthuis (UU) - Karakterisatie van een ceramide sensor met anti-suïcidale werking
Sfingolipiden zijn vitale onderdelen van cellulaire membranen, maar hun aanmaak is afhankelijk van ceramide, een molecuul dat cellen kan aanzetten tot zelfmoord. De onderzoekers hebben een sensor ontdekt waarmee cellen hun ceramidegehalte nauwkeurig kunnen afstemmen. Door het werkingsmechanisme van deze sensor te achterhalen hopen zij nieuwe aanknopingspunten te vinden om tumoren zelfmoord te laten plegen.
Dr. F. Reggiori en prof. dr. J. Klumperman (UMCU) - De rol van de Atg9 reservoirs in autofagosoom biogenesis
Autofagie is een degradatie route betrokken bij tal van processen die belangrijk zijn voor het leven van eukaryotische organismen. Het doel van dit project is om meer te weten te komen over het mechanisme van autofagie door het eiwit Atg9 te bestuderen, een van de belangrijkste eiwitten tijdens autofagie. Deze kennis is van belang om het proces van autofagie te kunnen doorgronden en te manipuleren in fysiologische en pathologische situaties.
Dr. A.I.P.M. de Kroon (UU) - Het bewaren van de balans tussen bilaag en niet-bilaag membraanlipiden in gist: mechanisme en betrokken genen
De Kroon heeft een nieuw reguleringsmechanisme ontdekt in gist, dat ervoor zorgt dat de balans tussen bilaag- en niet-bilaag-vormende lipiden in membranen bewaard blijft en daarmee de barrièrefunctie van de membraan. Het onderzoek beoogt op te helderen hoe veranderingen in membraansamenstelling leiden tot aanpassingen in de synthese van membraanlipiden.
Dr. E.J. Breukink (UU) - De bacteriële celwand synthese in een nieuw licht geplaatst
Dit project beoogt meer inzicht in de bacteriële celwand synthese te verkrijgen door middel van de nieuwste technieken binnen de chemische biologie. Met een combinatie van verschillende aanpakken zal een specifiek deel van de celwand synthese onder de loep worden genomen. De verkregen inzichten moeten uiteindelijk leiden tot nieuwe antibiotica.
Dr. A.C.O. Vertegaal (LUMC) - Ontrafelen van de SUMO code met massaspectrometrie
Post-translationele modificatie van eiwitten door Small Ubiquitin-like Modifiers (SUMOs) is essentieel voor het leven. Dit project zal gedetailleerd inzicht verschaffen in de doeleiwitten voor SUMOs en de precieze locaties van SUMOyleringsplaatsen in deze eiwitten waardoor het in detail duidelijk zal worden hoe SUMOs moleculaire processen reguleren.
Dr. F.J.M. van Kuppeveld (UMCR) - Herkenning van virussen door RLRs, cytosolische RNA sensors, in menselijke cellen
Recentelijk is een groep van cytosolische RNA sensors geïdentificeerd die een belangrijk rol spelen in de herkenning van RNA virusinfecties en het aanschakelen van een anti-virale immuunrespons. In dit project wordt onderzoek verricht naar de identiteit van de RLR die picornavirussen herkent alsmede het mechanisme van RNA herkenning.
Dr. ir. M. Kikkert en prof. dr. E.J. Snijder (LUMC) - Virale eiwitknippers werken het afweersysteem tegen
Bij verdediging tegen binnendringende virussen gebruikt de cel een afweersysteem dat wordt geactiveerd door “eiwitvlaggetjes” te koppelen aan speciale signaaleiwitten. Als onderdeel van de wapenwedloop met de gastheercel blijken virussen deze vlaggetjes weer af te kunnen knippen, waarbij ze gebruikmaken van enzymen (proteases) die ook een belangrijke rol spelen bij de virusvermenigvuldiging. De onderzoekers gaan kijken wat er precies gebeurt in dit proces.
Prof. dr. T.K. Sixma (NKI) - De rol van Ubl domeinen in activatie en remming van deubiquitinerende enzymen
Ubiquitine conjugatie is essentieel voor belangrijke cellulaire processen. Hier onderzoeken we structuur en functie van Ubl domeinen in de deubiquitinerende enzymen (DUBs) en proberen te begrijpen hoe zij activerend of inactiverend werken. We controleren de voorspellende waarde van deze inzichten en de effecten op de cellulaire activiteit van de DUBs.
Prof. dr. L. Dijkhuizen, prof. dr. B.W. Dijkstra, dr. ir. E. Takano (RUG) - Structurele analyse van ScbA, signaalmolecuul geproduceerd door Streptomyces coelicolor
Streptomyces produceert meer dan 80% van de commercieel belangrijke antibiotica. De biosynthese ervan staat onder controle van kleine signaalmoleculen. Wij willen de structuur van ScbA bestuderen, een eiwit dat betrokken is bij de synthese van deze signaalmoleculen, om de complexe functie en regulering ervan te begrijpen.
Dr. ir. N.J. Galjart (Erasmus MC) - De eindjes van microtubuli: eiwit-koppelaar bedrijfjes in de cel
Microtubuli zijn cytoskeletkabels, die almaar worden opgebouwd en afgebroken in een cel: een energieverslindend gebeuren, is de gangbare gedachte. Wij stellen voor dat de eindjes van microtubuli juist energie sparen: het zijn nano-machientjes waar andere eiwitten productief aan elkaar worden gekoppeld. Hierdoor kunnen belangrijke cellulaire processen toch uitgevoerd worden bij lage eiwithoeveelheden.
Prof. dr. E.J.J. Groenen en prof. dr. G.W. Canters (UL) - Leven met zuurstof
Zuurstof is onmisbaar voor het leven maar heeft twee bezwaren: het reageert óf traag óf heel heftig (denk aan brand). De cel omzeilt dit probleem door 'enzymen' in te zetten die zuurstof activeren en tegelijk de zuurstofreacties onder controle houden. Hoe ze dat lukt, is het onderwerp van dit project.
Dr. M. Merkx (TU/e) - Moleculaire lichtschakelaars voor de cel
De onderzoekers gaan eiwitten ontwikkelen waarmee allerlei processen in de cel met behulp van licht kunnen worden aan- en uitgeschakeld. Met dergelijke moleculaire schakelaars hopen we onder andere meer te weten te komen over de rol van zink in het ontstaan van diabetes.
Prof. dr. R.G.M. Croce (RUG) - PsbS beschermt planten tegen te veel licht, maar hoe?
Onder hoge lichtintensiteit absorbeert een plant meer fotonen dan het kan gebruiken voor de fotosynthese. Om lichtschade te vermijden, wordt de overtollige energie afgevoerd als warmte. PsbS, een membraaneiwit, speelt een belangrijke rol in dit proces. Het doel van dit onderzoek is om de rol van PsbS op moleculair niveau te ontrafelen.
Prof. dr. H.S. Overkleeft en prof. dr. J.M.F.G. Aerts (UL) - Cyclitol-gefuseerde 1-H-imidazolen en triazolen als een nieuwe klasse van glycosidase remmers
Glycosidase remmers kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan de ontwikkeling van nieuwe medicijnen, bijvoorbeeld tegen diabetes-type 2 en Gaucher. Hiertoe zijn verbindingen nodig die onderscheid kunnen maken tussen de verschillende glycosidases. In dit project wordt een conceptueel nieuwe klasse van verbindingen onderzocht die structuurelementen van suikers verenigen met 1-H-imidazool.
Prof. dr. H. van Amerongen (WUR) - Ultrasnelle processen in de fotosynthese in individuele bladgroenkorrels
De eerste stappen van het fotosyntheseproces in planten vinden plaats op een picoseconde tijdschaal (miljoenste van een miljoenste seconde). Met een speciale microscoop zullen deze processen rechtstreeks in een plantenblad bestudeerd worden. Er zal met name gekeken worden naar de invloed van veranderingen in de omgeving op de efficiëntie.
Dr. J.T.M. Kennis (VU) - Laat je licht schijnen over biofotonische schakelaars
Het Guillain-Barré syndroom en verwante aandoeningen van het zenuwstelsel leiden tot verlamming van ledematen of zelfs van de ademhalingsspieren. Dergelijke ziekten worden veroorzaakt doordat antistoffen binden aan mengsels van complexe herkenningssuikers. In dit onderzoek zullen diverse suikermengsels voor het eerst worden gemaakt en vervolgens worden gebruikt voor detectie van die antistoffen.
FOCUSGEBIED CHEMIE IN RELATIE MET FYSICA/MATERIALEN
TOP-subsidies
Prof. dr. H.J. Bakker (AMOLF) - “Coole moleculen”: het geheim van antivrieseiwitten
Antivrieseiwitten zijn algemene, natuurlijke eiwitten die bijzonder efficiënt zijn in het verlagen van het vriespunt van water. Het moleculaire mechanisme van deze vriespuntsverlaging is echter nog onbekend. Met speciale spectroscopische technieken zal worden onderzocht hoe antivrieseiwitten werken. Er zal worden bepaald hoe antivrieseiwitten de moleculaire structuur en dynamica van het omringende water beïnvloeden, hoe ze hechten aan ijsoppervlakken en hoe deze eigenschappen afhangen van andere opgeloste stoffen, zoals zouten en suikers.
Prof. dr. R.P. Sijbesma (TU/e) - Katalysatoren schakelen met mechanische krachten
Onlangs is in ons laboratorium een methode uitgevonden om katalysatoren aan- en uit te zetten met mechanische krachten. Deze manier om chemische reacties te sturen is uniek, en heeft vele mogelijke toepassingen, zoals in sensoren en zelfherstellende materialen. De mogelijkheden van het concept zullen onderzocht worden met een scala aan katalysatoren, en door verschillende manieren te gebruiken om de kracht op de katalysator over te brengen.
ECHO-projectsubsidies
Dr. S. Otto (RUG) - Zelf-replicerende zelf-organiserende moleculen
Zelf-replicerende moleculen hebben hoogst waarschijnlijk een belangrijke rol gespeeld tijdens het ontstaan van het leven. In dit onderzoek wordt een serie nieuwe zelf-replicerende moleculen ontwikkeld die een competitie met elkaar aangaan voor de bouwstenen waaruit ze zijn opgebouwd. Het effect van omgevingsomstandigheden op deze competitie zal worden bestudeerd.
Prof. dr. E. Vlieg en dr. H.L.M. Meekes (RU) - Chirale zuivering door malen
Veel chemische stoffen kunnen in een links- en rechtshandige vorm voorkomen, maar de levende natuur heeft voor één van deze chirale vormen gekozen. Omdat een mens hierdoor anders op linkshandige stoffen reageert dan op rechtshandige, zijn voor medicijnen chiraal zuivere stoffen nodig. Wij willen een methode onderzoeken die via het malen van kristallen voor deze zuivering kan zorgen.
Prof. dr. M.H.M. Janssen (VU) - Een drie-dimensionale kwantum foto van een chemische reactie
Op de schaal van het kleine gedragen moleculen zich volgens de wetten van de kwantummechanica. In dit project willen we met enkele nieuwe experimentele technieken en apparaten die we de afgelopen 3 jaar hebben ontwikkeld, het volledige kwantumgedrag meten van een fotochemische reactie. We doen dit door een molecuul in een enkele kwantumtoestand te dissociëren met goedgekozen laserlicht. Vervolgens maken we met een tweede laser en een zeer geavanceerde drie-dimensionale imaging camera een foto van het kwantummechanische gedrag van de uiteenvallende deeltjes. De experimenten zullen benchmark-data geven waarmee we kwantumtheoretische berekeningen voor chemische reacties kunnen testen en verbeteren.
Prof. dr. G. Mul (UT) en prof. dr. A. Schmidt-Ott (TUD) - Bimetallische nanodeeltjes ter promotie van fotokatalysatoren
Fotokatalysatoren zullen worden uitgerust met goed gedefinieerde bimetallische nanodeeltjes van variabele samenstelling met behulp van geavanceerde gas-fase depositietechnieken. Het te verwachten positieve effect van deze bimetallische deeltjes op fotokatalytische activiteit in de vloeistoffase zal worden geanalyseerd door middel van zogenaamde ATR Infrarood Spectroscopy. Doel is de ontwikkeling van verbeterde stabiele fotokatalysatoren voor licht geïnduceerde reacties met hoge selectiviteit en activiteit.
Dr. ir. N.A.M. Besseling (TUD) - Supramoleculaire polymeren bij oppervlakken; keten-inversie-symmetrie en colloïdale interacties
Supramoleculaire polymeren zijn ketens van moleculen verbonden door niet-permanente bindingen. Dit project onderzoekt het effect van deze moleculen op colloïdale systemen, en is geïnspireerd door theoretische voorspellingen dat de effecten van moleculen met een ‘kop’ en een ‘staart’ heel anders zijn dan van die waarbij de bindingsgroepen gelijk zijn.
Dr. M.H.G. Duits (UT) - Invloed van wandruwheid en deeltjesadhesie op de stroming van suspensies in microkanalen
De stroming van vloeistoffen met colloïdale deeltjes door kleine kanalen kan sterk worden beïnvloed door oppervlakte-ruwheden van de wanden, maar de vraag is hoe. Door deze ruwheid zelf te controleren en de deeltjesdynamica te observeren, hopen we te begrijpen hoe kanalen verstoppen en hoe dit te vermijden.
FOCUSGEBIED CHEMIE IN RELATIE MET TECHNOLOGIE/DUURZAAMHEID
TOP-subsidies
Prof. dr. J.N.H. Reek (UvA) - Ontwikkeling van enzym geïnspireerde katalysatoren
De manier waarop metaalcomplexen als katalysator worden gebruikt is anders dan de manier waarop enzymen, de natuurlijke katalysatoren, werken. In dit voorstel gebruiken we strategieën die ook door de natuur gebruikt worden om metaalgebaseerde katalysatoren te maken met veel hogere activiteit en selectiviteit dan de traditionele homogene katalysatoren. We maken gebruik van supramoleculaire technieken om bijvoorbeeld katalysatoren in eiwitachtige omgeving te brengen, en om multimetaalcentra te maken.
ECHO-projectsubsidies
Prof. dr. J.W. Niemantsverdriet (TU/e) - Het mechanisme van de Fischer-Tropsch synthese over ijzerkarbide katalysatoren
Het Fischer-Tropsch proces wordt toegepast om aardgas, steenkool of biomassa om te zetten in synthetische, schone brandstoffen. Dit kan met cobalt- of ijzerkatalysatoren. Echter, ijzer wordt in de reactie omgezet in ijzerkarbide. In dit project willen we het mechanisme van de Fischer-Tropsch synthese op een ijzerkarbide onderzoeken met behulp van computerberekeningen.
Dr. G.J. Poelarends (RUG) - Nieuwe enzymen voor de milieuvriendelijke productie van aminozuren
Aminozuren zijn belangrijke bouwstenen voor de productie van chemicaliën en medicijnen. Door het enzym methylaspartase aan te passen middels gerichte evolutie in het laboratorium, proberen de onderzoekers enzymatische syntheseroutes te ontwikkelen voor nieuwe aminozuren. Gezien de milieuvoordelen is er een sterk groeiende belangstelling voor syntheseroutes gebaseerd op dergelijke biokatalyse.
Dr. B. de Bruin (UvA) - Coöperatieve liganden in (de)hydrogenering
In dit onderzoek worden nieuwe katalytische principes ontwikkeld voor uitdagende reacties. Met coöperatieve en zogenaamde ‘niet-onschuldige’ liganden, die het maken en breken van bindingen gemakkelijker maken, kunnen we op een schone en efficiënte manier carbonzuren, esters, amides en imines maken uit alcoholen en amines. Potentieel zouden we met deze liganden ook in staat moeten zijn de dure edelmetalen rhodium en iridium te vervangen door goedkopere metalen (cobalt of ijzer).
Dr. W. Verboom (UT) - Microreactoren met katalysator bevattende coating
Een algemene methode wordt beschreven om variërende hoeveelheden katalysatoren, die gebruikt worden om reacties te versnellen, aan te brengen op de binnenwand van zeer kleine, glazen microreactoren. Een ‘brush’, een speciaal soort borstel, wordt door polymerisatie op de binnenwand aangebracht. Deze borstel, waarvan de lengte gevarieerd kan worden, bevat haakjes om de katalysator aan te hechten.
Prof. dr. A.M. Brouwer (UvA) - De werking van organische katalysatoren bekeken met fluorescentie
Veel chemische reacties worden door het gebruik van hulpstoffen (katalysatoren) sneller en selectiever. In dit project proberen we te achterhalen hoe de katalyse van reacties door stoffen die lijken op kinine, precies verloopt. Daarvoor maken we gebruik van de uitzonderlijke gevoeligheid van fluorescentie-spectroscopie waarmee zelfs individuele moleculen van katalysator, reactant en product kunnen worden waargenomen.
