Robuste Enzyme zur Herstellung von Feinchemikalien

Organische SĂ€uren, inklusive AminosĂ€uren, sind essenzielle Zwischen- und Endprodukte in der Fein- und Spezialchemie. Aufgrund ökologischer Aspekte stellt die biotechnologische Produktion dieser Substanzklasse eine sehr gĂŒnstige Alternative zu klassisch-chemischen Verfahren dar. Ziel des Vorhabens der TU Hamburg- Harburg war die umweltfreundliche Gewinnung von Amino- und CarbonsĂ€uren aus Vorstufen (Amiden) durch den Einsatz neu entdeckter Amid-umsetzender Enzyme (Amidasen) aus extremophilen Mikroorganismen. Extremophile Mikroorganismen findet man in den unwirtlichsten LebensrĂ€umen (Vulkane, heiße Quellen, Salzseen) und sie wachsen optimal bei sehr extremen Temperaturen (<10 °C und >70 °C), pH-Werten (pH 8) und Salzkonzentrationen (30 % Salz). Im Gegensatz zu herkömmlichen Amidasen zeichnen sich die Enzyme aus extremophilen Mikroorganismen durch eine große StabilitĂ€t gegenĂŒber hohen Temperaturen und anderen zerstörenden EinflĂŒssen aus. DarĂŒber hinaus verfĂŒgen die neuen Amidasen ĂŒber breite pHSpektren, die insbesondere auch den sauren und neutralen Bereich abdecken.

Enzyme machenÂŽs ganz genau
Enzyme spielen eine SchlĂŒsselrolle bei der Herstellung hochreiner Verbindungen fĂŒr die chemische und pharmazeutische Industrie. Insbesondere bei pharmazeutischen Wirkstoffen ist es wichtig, definierte Ausgangsverbindungen fĂŒr die Synthese zu verwenden, die so genannten enantiomerenreinen Synthese-bausteine. Von diesen können nun einige mithilfe der neuartigen und sehr prĂ€zise arbeitenden Amidasen umweltfreundlich hergestellt werden. Die bei der chemischen Synthese anfallenden Nebenprodukte werden bei der enzymatischen Herstellung vermieden.

Amidasen aus hitzeliebenden Bakterien
Die Projektpartner haben Amidasen aus thermophilen Bakterien aufgereinigt und biochemisch charakterisiert. Ergebnis: Die Enzyme arbeiten optimal bei 70 °C, also unter Bedingungen, unter denen «normale» Enzyme schon lĂ€ngst inaktiv sind. Außerdem ist es gelungen, die thermoaktiven Enzyme in geeigneten Wirtsorganismen in großen Mengen zu produzieren. Damit ist der Weg frei, um die neu entdeckten Biokatalysatoren fĂŒr einen Einsatz in der umweltfreundlichen Herstellung definierter organischer SĂ€uren zu testen.

Industrie entdeckt Extremozyme
Die Industrie ist sehr an derart stabilen Enzymen, so genannten Extremozymen, interessiert, die unter harschen Bedingungen noch aktiv sind. Die gefundenen Amidasen mit ihren ungewöhnlichen Eigenschaften hinsichtlich TemperaturstabilitĂ€t und Substratspektrum sind viel versprechende Kandidaten fĂŒr einen industriellen Einsatz in der Produktion von Spezialchemikalien und Synthesebausteinen. Durch die Bereitstellung einer großen Vielfalt von Extremozymen kann die Industrie umweltschonende biokatalytische Verfahren schneller entwickeln und zur Marktreife bringen.

Projektziel:
Einsatz neuer Amidasen aus extremophilen
ProjekttrÀger:
Technische UniversitĂ€t Hamburg-Harburg Technische Mikrobiologie Prof. Dr. Dr. h.c. Garabed Antranikian Kasernenstraße 12 21073 Hamburg
Telefon:
040|42878-3117
Fax:
040|42878-2582
URL:
www.technical-microbiology.de
E-Mail:
antranikian@tuhh.de

Probenname in einer heißen Quelle
Reinigung neuer Amidasen