Suikerchemie – het liefst puzzelde Wouter Remmerswaal door tot hij het he-le-maal begreep
De donkere materie van de biologie: kluwens van suikermoleculen die bijvoorbeeld als suikerspinnen om ziekteverwekkers heen zitten. We weten er nog maar weinig van. Wouter Remmerswaal gooide al zijn talent in de strijd – in het lab en als modelleur – en had succes. Hij promoveerde 12 september.
Zie ze als letters: suikermoleculen. Er zijn slechts enkele tientallen verschillende van, maar rijg ze aan elkaar en je kunt ontelbaar veel combinaties maken. Binnen de suikerchemie proberen wetenschappers dit soort complexe suikers precies na te maken, omdat ze een belangrijke rol spelen in de biologie. Zo hebben bacteriën rondom hun celwand een suikerjasje: een soort suikerspin die de eiwitten verstopt waaraan ons immuunsysteem ze kan herkennen.
Klein verschil wordt groot verschil
Werken in de suikerchemie is niet bepaald een gespreid bedje. Kleine, subtiele verschillen in de structuur van suikers kunnen grote gevolgen hebben. Chemicus Wouter Remmerswaal geeft een voorbeeld: ‘Als lange ketens glucosemoleculen naast elkaar zijn gekoppeld – wij noemen dat bèta-koppeling – dan wordt het de onverteerbare plantenvezel cellulose. Zijn ze onder elkaar gekoppeld – alfa-koppeling – dan krijg je zetmeel.’ Dit principe geldt ook voor de complexe suikers die bijvoorbeeld bacteriën maken: een andere koppeling geeft een heel andere functie aan de suiker.
Darten met minder pijltjes
Onderzoekers begrijpen nog niet goed hoe suikers precies aan elkaar koppelen en waarom. Daarom is het moeilijk om bijvoorbeeld de specifieke suikerketen in handen te krijgen die nodig is om een immuunreactie op die keten te onderzoeken. Remmerswaal: ‘Gebruikelijk is de dartbordstrategie. Je probeert tien dingen en hoopt dat er iets lukt. Hoe meer we begrijpen, hoe minder pijltjes er nodig zijn.’
'Ik heb me gespecialiseerd in zowel het laboratoriumwerk als het modelleren, een zeldzame combinatie in één persoon.'
Het lukte Remmerswaal om het aantal benodigde pijltjes te verkleinen in een aantal suikerreacties. Hoe kreeg hij dat voor elkaar? De belangrijkste succesfactor, denkt Remmerswaal, is zijn dubbele specialisatie. ‘Ik heb me gespecialiseerd in zowel het laboratoriumwerk als het modelleren, een zeldzame combinatie in één persoon.’ Hij probeerde zowel in het lab als in modelleerprogramma’s heel veel strategieën. Hij vond het heerlijk om eraan te werken. ‘Na een gewone werkdag ging ik vaak ’s avonds thuis nog achter de pc zitten.’ Maar ook de inbreng van anderen was cruciaal: ‘Ik werkte veel samen met mensen die nog weer andere dingen kunnen. Bijvoorbeeld fysisch-chemici die met infraroodstraling werken.’
Terug naar het grotere plaatje
Vraag je Remmerswaal of er ook tegenvallers of erg grote uitdagingen waren, dan moet hij lang nadenken. ‘Ik had het geluk dat ik al vrij snel resultaten had en werk kon publiceren waarvan ik de eerste auteur was. Dan is de druk eraf. De grootste uitdaging was misschien wel om het grote plaatje in het oog te houden en niet te veel op kleine dingen te blijven focussen.’ Remmerswaal, die ook van schaken houdt, puzzelde het liefste door tot hij iets he-le-maal begreep. ‘Terwijl je in het oog moet houden wat nog belangrijk is voor het onderzoeksveld.’
Nog meer gereedschap in de kist
Inmiddels is Remmerswaal postdoc aan de Universiteit van Uppsala in Zweden. ‘Ik vind suikers absoluut prachtig, maar hier werk ik aan asymmetrisch halogeneren: het toevoegen van een halogeen aan een molecuul op een specifieke, niet-symmetrische plek. Ook hier zoeken we uit hoe je van twee mogelijke verbindingen die ene in handen krijgt die je hebben wilt. Ik kan hier mijn ervaring met computers en in het lab weer toepassen, en ik leer nieuwe technieken om mijn gereedschapskist verder uit te breiden.’
Headerafbeelding: Pseudomonasbacteriën worden beschermd door een complexe suikerlaag.
Proefschrift en promotie
Wouter Remmerswaal promoveerde 12 september 2024 op het proefschrift ‘Computational and Experimental Studies of Reactive Intermediates in Glycosylation Reactions’. Zijn begeleiders waren Jeroen Codée en Thomas Hansen (VU Amsterdam).
Verder lezen
Sciencelink.net: SN2 takes a different approach