Onderzoeksgroep

Toegepaste Elektrochemie & Katalyse (ELCAT)

Expertise

Ik ben een chemicus met expertise op het gebied van coördinatie en bio-organische chemie, evenals elektrokatalyse. Ik ben geïnteresseerd in de rol van metaalcentra in biomedische toepassingen, biomoleculaire systemen, hybride systemen en katalyse.

Geïmmobilizeerde eiwitten in poreuze materialen - Structurele studies met be hulp van gepulste EPR dipolaire spectroscopie (iSPY). 01/06/2018 - 31/05/2020

Abstract

De natuur kan zonder meer als de meest veelzijdige scheikundige beschouwd worden. Binnen de hedendaagse wetenschap worden dan ook vele pogingen ondernomen om de unieke eigenschappen van de natuur te exploiteren door het gebruik van biomoleculen als bouwstenen of doelmoleculen in verschillende technologieën. Hierbij vorm de inbouw van een eiwit in een synthetische matrix een belangrijke stap. Er is vooral veel interesse voor hybride materialen van eiwitten en poreuze materialen. Hun bereiding is echter niet triviaal, en wordt vaak belemmerd door incompatibiliteiten tussen de eigenschappen van eiwit en materiaalporiën.De zoektocht naar een goede eiwit-matrix-combinatie vereist niet alleen een uitgebreide synthese-optimalizatie, maar ook de ontwikkeling van geschikte methoden om de effecten van de matrix op de structuur van de eiwitten te bestuderen. In dit multidisciplinair onderzoek zal de stabiliteit, structuur en dynamica van heemeiwitten (globines) ingebouwd in mesoporeuze silica en titania bestudeerd worden met EPR. Deze klasse van hybride materialen zijn interessant omwille van hun potentieel in elektrochemische biosensor- en biocatalysetoepassingen. Nieuwe orthogonaal gespinlabelde globine-eiwitten zullen aangemaakt worden en in ingebouwd worden in (gemodifieerde) mesoporeuze silica en titania. Gepulste dipolaire spectroscopie zal gebruikt worden om afstanden tussen de spin-labels (nanometer-afstanden) te bepalen zowel voor de vrije als voor de ingebouwde eiwitten. Gecombineerd met computationele modellen, zullen deze metingen inzicht geven in de effecten van de eiwitincorporatie op de tertiaire structuur en conformationele flexibiliteit van de eiwitten. Deze actie zal niet alleen leiden tot de ontwikkeling van een generieke analytische toolbox, gebaseerd op spin-label EPR, voor de karakterisatie van eiwitten ingebouwd in een synthetische matrix, maar zal ook nieuwe inzichten geven in wat de eiwit – matrix-interactie bepaald en hoe deze materialen best kunnen bereid worden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling van EPR-methoden voor onderzoek naar eiwitmultimerisatie binnen cellen. 01/04/2018 - 31/03/2019

Abstract

Het ontrafelen van de functies van een proteïne vergt inzicht in de structuur, dynamica en interacties met andere biomoleculen. De multimerisatie van globine-eiwitten zal hier bestudeerd worden binnen cellen met behulp van elektronen paramagnetische resonantie (EPR). Daartoe zullen nieuwe methodologieën ontwikkeld worden die gebruik maken van endogene paramagnetische nitrosyl Fe(II) heemcentra and gepulste dipolaire spectroscopie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Geïmmobilizeerde eiwitten in poreuze materialen - structuuranalyses met gepulste EPR dipolaire spectroscopy (iSPY) 01/05/2017 - 30/04/2018

Abstract

De natuur is de beste chemicus en er worden dan ook heel veel pogingen gedaan om de mogelijkheden van biomoleculen in verschillende technologische toepassingen te gebruiken. Heel vaak is hierbij de immobilizatie van eiwitten in een synthetische matrix nodig. Vooral hybriden van eiwitten en synthetische poreuze matrices hebben heel veel aandacht gekregen, maar hun vorming blijkt niet triviaal te zijn. Vaak wordt de vorming belemmerd door de incompatibiliteit tussen poriegrootte en eiwit en door de oppervlakte-eigenschappen. De zoektocht naar goede eiwit-matrixcombinaties vergt niet alleen extensieve synthese-optimalisaties, maar ook de ontwikkeling van geschikte methodologieën om het effect van de matrix op de structuur en stabiliteit van het eiwit te bepalen. In deze multi-disciplinaire studie, zal de stabiliteit, structuur en dynamica van heemeiwitten (globines) geïmmobilizeerd in mesoporeuze silica en titantia bestudeerd worden met EPR. Deze klasse van hybride materialen zijn zelf heel interessant voor electrochemische biosensor- en biocatalysetoepassingen. Nieuwe orthogonaal gespinlabelde globines zullen aangemaakt worden en ingebouwd worden in mesoporeuze silica en titania. Gepulste dipolaire spectroscopie zal gebruikt worden om nanometerafstanden te meten in vrije en geïmmobilizeerde globines. Gecombineerd met computationele modellen, zullen deze metingen een uniek inzicht geven in de effecten van incorporatie op de tertiaire structuur en conformationele flexibiliteit van de eiwitten. Deze studie zal leiden tot de ontwikkeling van een generische analytische tool gebaseerd op spin-label EPR voor de karakterizatie van eiwitten geïmmobilizeerd in matrices, maar zal ook leiden naar inzicht in bereidingen van deze hybride materialen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)