Universiteit Leiden

nl en

Kistemaker promoveert cum laude op productie baanbrekende moleculen

Een maand geleden was het Marc Baggelaar, dit keer promoveert Hans Kistemaker cum laude bij het Leids Instituut voor Chemisch Onderzoek (LIC). ‘Hij heeft baanbrekende bijdragen geleverd aan de wereld der eiwitmodificatie', aldus promotor Gijs van der Marel. Hij promoveerde op 11 mei 2017.

Grote kans dat adenosine-difosfaat-ribosylering (ADPr) u weinig zegt, maar ook de wetenschappelijke wereld begrijpt dit proces nog niet volledig. Kistemakers onderzoek geeft andere wetenschappers de gereedschappen om hier verandering in te brengen.

Begrijpen door na te maken

ADPr speelt een belangrijke rol in meerdere lichaamsprocessen, waaronder het herstel van DNA-schade. Ook hebben wetenschappers aangetoond dat het een rol speelt bij verscheidene ziektes, zoals bepaalde soorten kanker. ADPr is een proces dat een of meerdere ADP-ribosegroep(en) aan een eiwit koppelt, waardoor het eiwit bijvoorbeeld uitgeschakeld wordt. ‘Het synthetisch namaken van deze natuurlijk voorkomende ADP-ribose moleculen kan bijdragen aan het onderzoek naar wat de invloed is van ADPr op die verschillende processen in het lichaam’, aldus Kistemaker over het nut van zijn onderzoek.

Nieuwe methoden

Om deze moleculen te maken heeft Kistemaker meerdere nieuwe methoden ontwikkeld. ‘Ik heb uiteindelijk meerdere peptides gesynthetiseerd met daaraan vast een ADPr-molecuul.’ Een peptide is een molecuul dat bestaat uit een klein aantal aminozuren, dat kan dienen als bouwsteen voor een eiwit. ‘Deze peptides zijn bij internationale samenwerkingen in verschillende biologische experimenten gebruikt’, zegt Kistemaker. Daarnaast heeft hij voor het eerst twee en drie ADPr moleculen aan elkaar gekoppeld. ‘Naast dat de moleculen meer inzicht kunnen geven over ADPr, zijn de nieuwe synthesemethoden uit dit onderzoek toepasbaar op de synthese van andere moleculen.’

Nog ingewikkelder dan DNA

‘Het maken van nucleïnezuren in het lab, zoals DNA en RNA, is essentieel geweest voor de moleculaire biologie. Bijvoorbeeld voor de opheldering van het menselijk genoom’, zegt Kistemakers promotor Gijs van der Marel. ‘ADPr-moleculen kunnen worden beschouwd als een nog ingewikkelder vorm van nucleïnezuren. Het is nagenoeg onmogelijk om ADPr-eiwitten uit de natuur te isoleren. Daarom beschrijft het onderzoek van Hans Kistemaker de eerste stappen naar de opheldering van het ADPr-proces’, zegt Van der Marel. Veel wetenschappers zijn hierom geïnteresseerd in deze moleculen. ‘Hans is dan ook coauteur op publicaties met topwetenschappers van de Johns Hopkins School of Medicine, de Ludwig-Maximilians Universiteit in München en de Universiteit van Zürich.’

Extreem lastige chemie

‘Zo’n tien jaar geleden begonnen wij in Leiden met het maken van ADP-geribosyleerde biomoleculen’, zegt copromotor Dima Filippov. ‘Deze chemie is zo lastig dat maar een paar groepen wereldwijd zich eraan wagen. Verder dan het synthetiseren van zeer eenvoudige modelverbindingen was men nog niet gekomen. Dankzij de bevindingen van Hans zijn verschillende ADPr-moleculen nu toegankelijk gemaakt voor andere wetenschappers. Die moleculen kunnen nu ingezet worden voor biologisch onderzoek naar de structuur en de functie van ADPr.’

Veelzijdig en vernieuwend

'Wat ik zo leuk vond aan dit project, is dat er veel verschillende soorten chemie nodig waren om de beoogde moleculen te krijgen’, zegt Kistemaker. ‘Daarom heb ik veel nieuwe dingen geleerd, zoals suikerchemie, peptidechemie – waarbij je aminozuren verbindt om kleine eiwitten te vormen – en nucleïnezuurchemie – moleculen die sterk lijken op DNA en RNA.’ Wat volgens hem de reden is voor het cum laude predicaat? ‘Cum laude promoveren is bovenal een grote eer, maar ook een erkenning voor mijn bijdrage aan de wetenschap en het ADPr-onderzoek in het bijzonder. De veelzijdigheid en het vernieuwende karakter van mijn proefschrift hebben waarschijnlijk meegespeeld in deze beslissing’, zegt Kistemaker.