Mariene biodiversiteit omarmen: doorbraken in enzym-technologie
Enzymen zijn onmisbare katalysatoren in talloze industriële processen, en kennen diverse toepassingen in onder andere de chemie, farmaceutica, voedsel en visvoer, textiel en cosmetica. Ze zijn niet alleen erg efficiënt, maar ook niet toxisch en biologisch afbreekbaar, waardoor ze als duurzame alternatieven voor traditionele chemische additieven of katalysatoren kunnen fungeren.
Door schonere, meer efficiënte processen mogelijk te maken, bieden enzymen een pad naar een duurzamere en milieuvriendelijkere industrie. De ontdekking van nieuwe enzymen, met name enzymen die zijn voor extreme omstandigheden of specifieke industriële vereisten, blijft echter een complexe en kostelijke onderneming.
De groeiende wereldwijde vraag naar enzymen met verbeterde substraatspecificiteit, stabiliteit en prestaties onder extreme omstandigheden brengt zowel uitdagingen als kansen met zich mee. Hoewel mariene omgevingen een potentiële bron van nieuwe enzymen kunnen zijn, is het identificeren, testen en valideren van deze enzymen allesbehalve eenvoudig. Het Enzymares-project speelt hierop in.
Concept
Enzymares is een samenwerkingsinitiatief van Universiteit Gent, KU Leuven, VIB, Bio Base Europe Plant en VITO met als doel het ontdekkingsproces voor enzymen te revolutioneren. Het project kan rekenen op ondersteuning vanuit VLAIO en wordt gefaciliteerd door Catalisti, De Blauwe Cluster en Flanders' FOOD.
Dit interclusterproject voor Strategisch Basisonderzoek (SBO) loopt van 2021 tot 2025. De partners in het project hebben een uitgebreide toolbox ontwikkeld om de bruikbaarheid van enzymen te voorspellen en op die manier het identificatie- en validatieproces sneller en efficiënter te maken.
De toolbox screent biologische bronnen uit unieke cultuurcollecties en integreert ecologische gegevens, moleculaire informatie en industriële procesparameters in een uniform raamwerk met als doel enzymen op te leveren die niet alleen nieuw zijn, maar ook zijn afgestemd op specifieke industriële behoeften.

Mariene omstandigheden
Mariene omgevingen zijn bijzonder veelbelovend voor de ontdekking van enzymen gezien de unieke aanpassingen van mariene organismen aan extreme habitats. Deze aanpassingen resulteren vaak in enzymen die in staat zijn om te functioneren onder uitdagende omstandigheden, zoals hoge druk, lage temperaturen of hoge zoutconcentraties.
Hoewel veel huidig onderzoek zich richt op microbiële enzymen, onderzoekt het Enzymares-project ook het potentieel van enzymen van complexere eukaryotische organismen, waardoor het reservoir aan mogelijkheden voor industriële toepassingen wordt uitgebreid.
AI en validatie
Centraal in het project staat een multidisciplinaire aanpak, waarbij expertise in mariene moleculaire ecologie, microbiologie, proteïnebiochemie, bioprocestechnologie, bio-informatica en machinaal leren wordt gecombineerd. Het project is gestructureerd rond twee belangrijke onderzoekspijlers.
De eerste pijler omvat de ontwikkeling van een AI-gestuurd dashboard om optimale enzymen voor industriële toepassingen te voorspellen. Met behulp van geavanceerde algoritmen en grootschalige omics-datasets stelt dit dashboard onderzoekers in staat om interessante enzymen te identificeren en prioriteren op basis van hun voorspelde prestaties en geschiktheid voor specifieke industriële processen.
De tweede onderzoekspijler richt zich op de experimentele validatie en benchmarking van deze enzymen, met als doel de enzymprestaties onder realistische omstandigheden te beoordelen en productieprocessen te optimaliseren. Deze integratie van voorspelling en validatie zorgt ervoor dat de geïdentificeerde enzymen niet alleen theoretisch veelbelovend zijn, maar ook praktisch geschikt voor industrieel gebruik.

Ontdekkingspijplijn
Een van de belangrijkste innovaties van het Enzymares-project is de holistische aanpak. Door de volledige enzymontdekkingspijplijn te implementeren - van het identificeren van industriële vereisten tot het leveren van gevalideerde enzymen die klaar zijn voor productie - binnen één project, wil Enzymares de time-to-market voor nieuwe enzymen verkorten. Dit gestroomlijnde proces versnelt niet alleen het tempo van innovatie, maar vergroot ook het toepassingspotentieel van enzymatische katalyse in alle industrieën.
Industriële implicaties
Door de diversiteit van mariene enzymen te ontsluiten en de industrie te voorzien van op maat gemaakte oplossingen, ondersteunt het project de overgang naar duurzamere industriële processen. De potentiële toepassingen zijn enorm, gaande van de productie van biologisch afbreekbare kunststoffen tot efficiëntere voedselproductie.
Met zijn innovatieve aanpak illustreert Enzymares bovendien de kracht van samenwerking en multidisciplinair onderzoek bij het aanpakken van dringende uitdagingen voor onze industrieën.
Door het ontdekkingsproces sneller, efficiënter en gerichter te maken, draagt Enzymares niet alleen bij aan de vooruitgang van enzymtechnologie, maar ondersteunt het ook bredere doelen van duurzaamheid en milieubeheer. Daarmee baant het de weg voor een toekomst waarin industriële processen even efficiënt als duurzaam zijn.
Industriële adviesraad
De Industriële Adviesraad van het Enzymares-project bestaat uit de volgende bedrijven: AB Mauri, Ajinomoto Bio-Pharma Services, B4Plastics, BASF, Bienca, Cargill, ChemStream, GSR (DEME), Flen Health, IMAQUA, INVE, Kemin, Nutrition Sciences, Open Analytics, Proviron, Puratos, Tereos, en Globachem.

Wees erbij op het slotevent van Enzymares
We nodigen je graag uit voor het slotevenement van het Enzymares-project, een baanbrekend initiatief dat sinds 2021 innovatie in het proces voor het ontdekken van nieuwe enzymen stimuleert.
In de afgelopen vier jaar heeft Enzymares een geavanceerde toolbox voor het voorspellen van de prestaties van enzymen ontwikkeld. Deze toolbox versnelt de identificatie en toepassing van duurzame biokatalysatoren om industriële processen te revolutioneren, met een specifieke focus op mariene hulpbronnen als bron van innovatie.