«Süße» Pharmaka

Mithilfe bestimmter, als Glycosyl- und Fructosyltransferasen bezeichneter Enzyme wurden neue Strategien zur Herstellung «süßer Pharmaka» durch Nutzung nachwachsender Rohstoffe entwickelt. Chemische Methoden und Agenzien wurden so durch biologische bzw. biologisch verträgliche Verfahren und Stoffe ersetzt.

Biokatalysatoren als Synthese-Werkzeug
Als geeignete Biokatalysatoren wurden Enzyme aus verschiedenen Mikroorganismen identifiziert. Diese wurden mithilfe gentechnischer Methoden in speziellen Wirtsstämmen und optimierten Reaktoren produziert. Ihre Tauglichkeit zur wirtschaftlichen und umweltverträglichen Herstellung «süßer Pharmaka» wurde in Hochdurchsatz-Screeningverfahren getestet.

Umweltfreundliche Herstellung mit Enzymen
Das entwickelte enzymatische Verfahren erlaubt die Synthese von Oligosacchariden sowie Glycopeptiden durch maximal 2 enzymatische Transformationen aus dem nachwachsenden Rohstoff Saccharose – also handelsüblichem Kristallzucker – und anderen
Zuckern. Bei den bisherigen chemischen Synthesen dieser Substanzen werden Schwermetalle (Quecksilber und Silber) und chlorierte Kohlenwasserstoffe mit hohem Treibhauspotenzial eingesetzt. Sie verlaufen in organischen Lösungsmitteln, bei tiefen Temperaturen (–40 °C) und bedürfen der Verwendung von Schutzgruppenchemie. Pro Kilogramm Produkt werden rund 500 kg zu verbrennenden Abfalls erzeugt. Das entwickelte enzymatische Verfahren reduziert demgegenüber die Zahl der Syntheseschritte von 10 auf 2, eliminiert 95 % des Abfalls und ermöglicht zudem eine Synthese bei Raumtemperatur in wässrigen Medien.

Doch das Verfahren entlastet nicht nur die Umwelt, es rechnet sich auch: Maßgeblich ist dabei nicht der Wert der neu entwickelten Biokatalysatoren, sondern die um Größen-ordnungen darüber hinausgehende Wertschöpfung der mit diesen Katalysatoren als Produkte erzeugten Oligosaccharide und Glycopeptide.

Projektziel:
Entwicklung eines neuartigen enzymatischen Verfahrens zur Herstellung von Oligosacchariden sowie zur Glykosylierung von Naturstoffen

Projektträger:
Technische Universität Braunschweig
Technische Chemie Abteilung für Technologie der Kohlenhydrate
38106 Braunschweig
Telefon: 0531|3917260
Fax: 0531|3917263
E-Mail: k.buchholz@tu-bs.de; j.seibel@tu-bs.de
www.itc.tu-bs.de

AZ 13103