thermostabiele

Thermostabiel of thermostabiele eiwitten zijn eiwitten of enzymen die bij hogere temperaturen hun structuur en activiteit grotendeels behouden. Thermostabiele moleculen blijven meestal gevouwen en functioneel bij temperaturen waarbij minder stabiele eiwitten denatureren. De term wordt veel gebruikt in biotechnologie en diagnostiek, waar stabiliteit onder hitte cruciaal is voor betrouwbaarheid en efficiëntie.

In industriële processen komen thermostabiele enzymen bijvoorbeeld tot hun recht in voedingsverwerking, biobrandstoffen en reinigingsmiddelen, waar hoge temperaturen normen en kosten kunnen verlagen. Een bekend voorbeeld is Taq-polymerase, een thermostabiel DNA-polymerase afkomstig van Thermus aquaticus, dat tijdens PCR actief blijft bij hoge temperaturen. Andere voorbeelden zijn thermostabiele lipasen en amylasen die worden toegepast in gefermenteerde producten en chemische synthesen.

Oorzaken van thermostabiliteit zijn onder meer verbeterde hydrophobic packing in de eiwitkern, toegenomen ionische interacties zoals zoutbruggen, en soms disulfidebindingen die de structuur verankeren. Daarnaast dragen rigidificatie, bijvoorbeeld door proline-residuen, en oligomerisatie bij aan stabiliteit. Post-translationele modificaties en glycosylering kunnen ook een rol spelen.

De thermostabiliteit wordt vaak gemeten met termen als smeltpunt (Tm) en halfwaardetijd bij een bepaalde temperatuur. Meetmethoden zijn onder andere differential scanning calorimetry (DSC), differential scanning fluorimetry (DSF) en circular dichroism (CD). Versterking van thermostabiliteit gebeurt via gerichte evolutie, rationeel ontwerp, consensusmutagenese en immobilisatie van enzymen.