Organische chemie is een heel breed vakgebied. Het overlapt met allerlei andere vakken zoals microbiologie, virologie, biotechnologie en natuurkunde. Han Zuilhof werkt al decennia in de chemie en heeft de mogelijkheid gehad te kunnen proeven van zo ongeveer elk denkbaar raakvlak. Hij is gedreven door zijn nieuwsgierigheid naar de fundamentele mechanismen van het leven, maar ook die van de mens. Han is dan ook een ijverige onderzoeker en mensenkenner, gemotiveerd door zijn miraculeuze overwinning van kanker in zijn jeugd. Hij werkt tegenwoordig binnen de hoogste kringen van chemici op Wageningse campus en buitenlandse universiteiten.
Op dinsdag 16 maart heeft Han zijn expertise en nieuwste onderzoeken met ons gedeeld. Verassend genoeg doken we diep in de geneeskunde: de zoektocht naar een unieke manier om cholera te bestrijden. Choleravirussen dringen de cellen van een slachtoffer binnen via radiaal symmetrische virale eiwitten die ingewikkelde suikers van membraanreceptoren herkennen, die het virus toegang verlenen na binding. Han zoekt de “holy grail”, hét molecuul, dat replica’s van deze suikers via een goedkoop op te schalen weg in juiste conformatie kan brengen om virale eiwitten effectief te herkennen. Een netwerk van deze koolwaterstoffen moet de virussen samen laten klonteren, waardoor de virussen gemakkelijk verwijderd worden uit het lichaam. Han en zijn team hebben met de nodige inspiratie van een Chinese collega een geschikte molecuulfamilie gevonden: pillararenes. Pillararenes zijn pilaarvormige moleculen, bestaande uit een cirkelvormige keten van aromaten. De aromaten binden aan elkaar via een repetitieve evenwichtsreactie. De pillararenes zijn bovendien radiaal symmetrisch, wat ze de beste kandidaat maakt als platform van de replica suikers. Ze kunnen zijgroepen hebben aan de ring die allemaal dezelfde kant op wijzen, of willekeurig in verschillende richtingen. Een doorbraak die een collega van Han had gemaakt bij de synthese van pillararenes, was het gebruik van de zogenaamde “pre-geörienteerde synthese”. Deze methode maakte het mogelijk om de oriëntatie van de zijgroepen te besturen met een hoge opbrengst. Het is dus ook goed mogelijk om de suiker replica’s, via click-reacties verbonden met de pillararene, allemaal dezelfde kant op te laten wijzen, wat de affiniteit voor de virale eiwitten vergroot. Ondanks al deze methoden heeft het onderzoek nog een lange weg te gaan voordat een choleramedicijn mogelijk is. De innovatie, waar Han aan heeft meegewerkt, heeft in ieder geval een grote sprong voorwaarts opgeleverd voor het gevecht tegen cholera.
Een ander onderwerp dat zeer interessant is voor de ouderejaars bachelor- en masterstudenten is Han’s onderzoek met SuFEx click-reacties. Volgens Han zijn deze reacties nog niet helemaal onderzocht, want vooral de enantioselectiviteit en bio-activiteit die SuFEx biedt zijn eigenschappen die nieuwe deuren openen. Er zijn vele handen bezig met het uitbreiden van SuFEx-chemie als gereedschap voor toekomstige toepassingen, en jij, de lezer, kan daar ook aan meewerken!
Al met al hebben we genoten van Han’s levendige lezing, zijn kijk op organische chemie en de vooruitgang hiervan. We hebben kunnen proeven van lopend onderzoek en het proces hiervan, waardoor er misschien een aantal mensen overgehaald zijn om in het vak te gaan werken! We bedanken Han voor zijn presentatie en wellicht komt hij nog eens terug om te vertellen over zijn nieuwe avonturen in de chemie.
Geschreven door Rick Nooijen