Umweltschonende enzymatische Synthese von chiralen, substituierten Heterozyklen durch Zyklasen<\/p>\n
Der Gro\u00c3\u0178teil an Wirkstoffen und Feinchemikalien zeichnet sich durch einen hohen Funktionalisierungsgrad und eine Vielzahl an Stereozentren aus. Dabei stellen Heterozyklen ein wichtiges Strukturmotiv in diesen Verbindungen dar. Klassische chemische Syntheserouten komplexer Verbindungen sind in der Regel mehrstufig und enorm aufwendig. Probleme bei deren Herstellung sind die betr\u00c3\u00a4chtlichen Mengen an ben\u00c3\u00b6tigtem Material und Energie, sowie die gro\u00c3\u0178en Mengen an anfallendem Abfall, welcher aufwendig entsorgt werden muss. F\u00c3\u00bcr Reaktionen im gr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178eren Ma\u00c3\u0178stab ist dies besonders problematisch, weshalb daf\u00c3\u00bcr langfristig dringend nachhaltigere Alternativen gefunden werden m\u00c3\u00bcssen. Der Einsatz von Biokatalysatoren f\u00c3\u00bcr synthetische Zwecke kann signifikant zur L\u00c3\u00b6sung dieser Problematik beitragen. Dabei handelt es sich meistens um Enzyme, deren Reaktion im Temperaturbereich von 20-37 \u00c2\u00b0C, bei neutralem pH-Wert, in w\u00c3\u00a4ssriger Umgebung und bei Normaldruck stattfindet. Das Umweltpotential dieser ist enorm hoch, da organische L\u00c3\u00b6sungsmittel und giftige Reaktanden weitestgehend vermieden werden. Dadurch kann eine effizientere Nutzung von Energie und Ressourcen gew\u00c3\u00a4hrleistet werden, was die Verwendung von Biokatalysatoren f\u00c3\u00bcr die Entwicklung nachhaltiger Synthesemethoden der Zukunft enorm attraktiv macht. Ziel dieses Promotionsprojektes ist die detaillierte Untersuchung und Erschlie\u00c3\u0178ung einer neuartigen Gruppe von Zyklasen f\u00c3\u00bcr die biokatalytische Bildung von chiralen, mehrfach substituierten Heterozyklen. M\u00c3\u00b6gliches Anwendungsgebiet f\u00c3\u00bcr diese Zyklasen ist die Synthese von chiralen Feinchemikalien und Naturstoff-abgeleiteten Wirkstoffen.<\/span><\/p>\n In einigen Naturstoff-Genclustern konnten bereits Gene gefunden werden, die f\u00c3\u00bcr solche Enzyme kodieren. Dabei handelt es sich um pyranbildende, DH-homologe Zyklase-Dom\u00c3\u00a4nen, die nach einem oxa-MICHAEL-Additions-Mechanismus agieren. Die THP-bildende Zyklase AmbDH3 aus der Biosynthese der Ambruticine konnte in vitro<\/em> charakterisiert werden.<\/span> Studien unserer Arbeitsgruppe bez\u00c3\u00bcglich der Substratspezifit\u00c3\u00a4t der AmbDH3 zeigten, dass die Dom\u00c3\u00a4ne vielversprechende Tendenzen bez\u00c3\u00bcglich Substrattoleranz sowie Stereoselektivit\u00c3\u00a4t aufweist. Im Rahmen des Projektes sollen durch Verbesserung der Proteinproduktion, Optimierung der Reaktionsbedingungen und Proteinimmobilisierungen mehrmalige Umsetzungen mit AmbDH3 im Multigramm-Ma\u00c3\u0178stab m\u00c3\u00b6glich werden. Zudem soll die Substratspezifit\u00c3\u00a4t der AmbDH3 durch Reaktion mit einer Bibliothek an Vorl\u00c3\u00a4uferderivaten detaillierter untersucht werden. Au\u00c3\u0178erdem sollen zus\u00c3\u00a4tzliche Zyklasen charakterisiert und deren Substrattoleranz mithilfe der zur Verf\u00c3\u00bcgung gestellten Vorl\u00c3\u00a4ufer-Derivatbibliothek getestet werden. Dadurch erweitert sich der synthetische Nutzen der Zyklase-Dom\u00c3\u00a4nen enorm.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Umweltschonende enzymatische Synthese von chiralen, substituierten Heterozyklen durch Zyklasen Der Gro\u00c3\u0178teil an Wirkstoffen und Feinchemikalien zeichnet sich durch einen hohen Funktionalisierungsgrad und eine Vielzahl an Stereozentren aus. 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