Metabolomics and bioanalysis of terpenoid derived secondary metaboli..
Metabolomics and bioanalysis of terpenoid derived secondary metabolites
04 september 2015
Analysis of Cannabis sativa L. metabolite production and prenylases for cannabinoid production
Promotie: drs. R. Muntendam
Wanneer: 11 september 2015
Aanvang: 11:00
Promotor: prof. dr. W.J. (Wim) Quax
Waar: Academiegebouw RUG
Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen
Analyse van de cannabinoidproductie voor medicinale Cannabis sativa
Voor de plant Cannabis sativa is er hernieuwde interesse, zowel in de wetenschap als bij een breed publiek, voornamelijk vanwege de gerapporteerde medicinale effecten van cannabinoiden. Remco Muntendam richtte zijn promotieonderzoek op het productieproces van cannabinoiden in de plant en zette
de eerste stappen richting recombinante cannabinoidproductie.
Voor de productie van cannabinoiden is `prenylatie' de eerste stap in de secondaire metabolische route. Deze stap combineert twee primaire metabolische routes (de polyketide en de prenyl routes) voor de productie van de voorloper voor de meest bekende cannabinoiden, genaamd cannabigerolzuur.
Het enzym verantwoordelijk voor deze specifieke stap is in de literatuur beschreven als geranyl olivetolzuur transferase. Deze activiteit kon ook door Muntendam aangetoond worden.
Met behulp van moderne analysetechnieken uit de metabolomics onderzocht Muntendam cannabinoidproductie in verschillende genetische varianten van medicinale C. sativa. Hij identificeerde drie oliehoudende celorgaantjes, die in verschillende delen van de plant (bijvoorbeeld bloem of schutblad)
in verschillende stadia (zoals tijdens de bloei) voorkomen en analyseerde ook de verhoudingen tussen de verschillende cannabinoiden.
Daarnaast onderzocht Muntendam een alternatief enzym voor de productie van cannabigerolzuur. Dit onderzoek leidde dankzij een nieuwe hypothesis voor het katalytische mechanisme tot inzichten voor verbeteringen van de activiteit- en substraatspecificiteit. Verder leidde het tot verbeteringen
van de activiteit op substraten die van belang zijn voor cannabinoidproductie.
Ten slotte toonde hij de potentie van recombinante terpeenproductie aan na genetische manipulatie van de gist Xanthophyllomyces dendrorhous. De resultaten maakten ook de potentie voor verbetering van het productieniveau inzichtelijk.
Remco Muntendam deed zijn promotieonderzoek aan de RUG bij de vakgroep Farmaceutical Biology van het Groningen Research Institute of Pharmacy (GRIP). Hij werkt nu bij DSM Food Specialties in Delft.
Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/abeb2acd-ee23-4d30-b8ed-9729d2aece79