NERD bevilling på 16 mio. kr. til Erik Donovan Hedegård fra Institut for Fysik, Kemi og Farmaci

Antibiotikaresistens er en af de største sundhedsudfordringer i verden, fordi stadigt flere bakterier udvikler modstandsdygtighed over for eksisterende behandlinger. Nu har lektor Erik Donovan Hedegård modtaget en NERD-bevilling fra Novo Nordisk Fonden til et projekt, der kan give forskerne nye våben i kampen mod resistente bakterier.

– Multiresistente bakterier er en voksende global sundhedstrussel, og udviklingen af nye antibiotika bliver stadig vanskeligere. Vores ambition er, at vi kan bidrage til udviklingen af nye behandlinger mod resistente bakterieinfektioner, siger Erik Donovan Hedegård.

Projektet tager udgangspunkt i en ny klasse af kobberholdige enzymer, som blev opdaget for nylig, og som har potentiale til at revolutionere produktionen af antibiotika. Men før potentialet kan udnyttes, skal forskerne forstå de kemiske mekanismer bag enzymernes aktivitet.

Naturens egne kemiske maskiner

Enzymer fungerer som naturens katalysatorer og sørger for, at kemiske reaktioner kan foregå hurtigt og effektivt i levende organismer. En særlig gruppe enzymer indeholder metalatomer som kobber, jern eller zink i deres aktive center.

Metallerne gør det muligt for enzymerne at udføre nogle af de mest avancerede kemiske processer i naturen.

Metalloenzymer er derfor afgørende for alt fra fotosyntese til produktion af biologisk aktive molekyler. Udfordringen er dog, at det er notorisk vanskeligt at forudsige deres reaktivitet.

Udfordrer alle modeller

Kvantekemiske modeller er fantastiske til at øge forskerens mulighed for at forudsige kemiske processer, og de har revolutioneret mange forskningsområder – men når det gælder metalloenzymer, er der begrænset hjælp at hente hos dem.

Den nyopdagede klasse af kobberenzymer sprænger nemlig alle kendte kvantekemiske modeller. Deres komplekse kemi er så vanskelig at beskrive, at forskerne ligefrem taler om ”torture tracks”, når de prøver at sende dem gennem en kvantekemisk model.

Resultatet er, at videnskaben står med en biologisk opdagelse med enormt potentiale, men uden de nødvendige værktøjer til at forklare præcist, hvordan enzymerne virker.

Nye værktøjer til at designe antibiotika

Med den nye bevilling vil Erik Donovan Hedegård udvikle en ny generation af kvantekemiske modeller, skræddersyet til metalloenzymer.

Målet er at skabe teoretiske værktøjer, der kan afsløre, hvordan kobberenzymerne udfører deres kemi, og samtidig pege på konkrete muligheder for at omsætte den viden til udvikling af nye antibiotiske stoffer.

På længere sigt kan projektet også bidrage til at give forskerne en bedre forståelse af naturens mest avancerede katalysatorer og dermed åbne nye muligheder inden for bioteknologi og lægemiddeludvikling.

Projektets titel: A physically rigorous and super fast computational model for metalloenzymes.